Ethernet se již několik desetiletí osvědčil jako poměrně nenáročná, přiměřeně rychlá a velmi oblíbená technologie LAN. Tento tutoriál vysvětluje základní funkčnost ethernetu a jeho využití v domácích a podnikových sítích.
Historie ethernetu
Inženýři Bob Metcalfe a D.R. Společnost Boggs vyvinula síť Ethernet od roku 1972. Průmyslové standardy založené na jejich práci byly založeny v roce 1980 podle specifikace IEEE 802.3. Specifikace Ethernet definují protokoly přenosu dat nízké úrovně a výrobci technických detailů potřebují vědět, jak vybudovat produkty Ethernet, jako jsou karty a kabely.
Technologie Ethernet se vyvinula a zrajela po dlouhou dobu. Průměrný spotřebitel se může obecně spoléhat na produkty Ethernet, které nejsou dostupné, aby fungovaly tak, jak byly navrženy a vzájemně spolupracovat.
Ethernetová technologie
Tradiční ethernet podporuje datové přenosy rychlostí 10 megabitů za sekundu (Mb / s). Vzhledem k tomu, že výkonové potřeby sítí se časem zvyšovaly, průmysl vytvořil další specifikace Ethernet pro Fast Ethernet a Gigabit Ethernet. Fast Ethernet rozšiřuje tradiční výkon Ethernet až na 100 Mbps a Gigabit Ethernet rychlostí až 1000 Mbps. Přestože produkty nejsou pro průměrného spotřebitele dosud k dispozici, existuje 10 Gigabit Ethernet (10 000 Mb / s) a používá se v některých obchodních sítích a na Internetu2.
Také ethernetové kabely jsou vyráběny podle několika standardních specifikací. Nejpopulárnější kabel Ethernet v současném použití, kabel kategorie 5 nebo CAT5 podporuje tradiční i Fast Ethernet. Kabely kategorie 5e (CAT5e) a CAT6 podporují Gigabit Ethernet.
Chcete-li připojit kabely Ethernet k počítači (nebo jiným síťovým zařízením), osoba připojuje kabel přímo do portu Ethernet zařízení. Některá zařízení bez podpory sítě Ethernet mohou také podporovat ethernetové připojení pomocí klíčů, jako jsou adaptéry USB-to-Ethernet. Ethernetové kabely využívají konektory, které vypadají podobně jako konektor RJ-45 používaný s tradičními telefony.
Pro studenty: V modelu OSI pracuje technologie Ethernet na fyzických a datových vazbách - vrstvy jedna a dvě. Ethernet podporuje všechny oblíbené síťové a vyšší úrovně protokolů, především protokol TCP / IP.
Typy ethernetu
Často označovaná jako Thicknet, 10Base5 byla první inkarnace technologie Ethernet. Průmysl využíval Thicknet v osmdesátých letech, dokud se neobjevil TenBase2 Thinnet. Ve srovnání s Thicknet nabídl Thinnet výhodu tenčí (5 milimetrů vs 10 milimetrů) a flexibilnější kabeláž, což usnadnilo propojení kancelářských budov do sítě Ethernet.
Nejběžnější formou tradičního Ethernetu však byla 10Base-T. 10Base-T nabízí lepší elektrické vlastnosti než Thicknet nebo Thinnet, protože kabely 10Base-T používají spíše nešilné vodiče s kroucenou dvojlinkou (UTP) než koaxiální. 10Base-T se také ukázaly jako nákladově efektivnější než alternativy jako kabeláž s optickými vlákny.
Existuje mnoho dalších méně známých standardů Ethernet, včetně 10Base-FL, 10Base-FB a 10Base-FP pro sítě s optickými vlákny a 10Broad36 pro širokopásmovou kabeláž. Všechny výše uvedené tradiční formy, včetně 10Base-T, byly zastaralé pomocí rychlého a gigabitového ethernetu.
Více o rychlém Ethernetu
V polovině devadesátých let zesílila technologie Fast Ethernet a dosáhla cílů návrhu a) zvýšit výkon tradičního Ethernetu, b) vyhnout se nutnosti úplného obnovení kabeláže stávajících ethernetových sítí. Fast Ethernet se dodává ve dvou hlavních variantách:
- 100Base-T (pomocí netieneného krouceného páru)
- 100Base-FX (s kabelem z optických vláken)
Nejvíce populární z nich je 100Base-T, standard, který zahrnuje 100Base-TX (kategorie 5 UTP), 100Base-T2 (kategorie 3 nebo lepší UTP) a 100Base-T4 (kabeláž 100Base-T2 upravená tak, dvojice vodičů).
Více o Gigabitovém Ethernetu
Zatímco Fast Ethernet vylepšil tradiční Ethernet od rychlosti 10 megabitů na 100 megabitů, Gigabit Ethernet se může oproti rychlému Ethernetu nabízet ve stejné rychlosti jako v případě rychlosti 1000 megabitů (1 Gigabit). Gigabitový ethernet byl poprvé proveden přes optickou a měděnou kabeláž, ale standard 1000Base-T jej úspěšně podporuje. 1000Base-T používá kabeláž kategorie 5 podobná 100 Mbps Ethernet, ačkoli dosažení gigabitové rychlosti vyžaduje použití dalších dvojic vodičů.
Ethernet topologie a protokoly
Tradiční ethernet využívá topologii sběrnice, což znamená, že všechna zařízení nebo hostitelé v síti používají stejnou sdílenou komunikační linku. Každé zařízení má adresu Ethernet, známou také jako MAC adresa. Odesílající zařízení používají adresy Ethernet k určení zamýšleného příjemce zpráv.
Data odesílaná přes Ethernet existují ve formě rámců. Rámeček Ethernet obsahuje hlavičku, datovou část a zápatí s kombinovanou délkou ne více než 1518 bajtů. Záhlaví sítě Ethernet obsahuje adresy určeného příjemce i odesílatele.
Data odeslaná přes Ethernet se automaticky vysílá na všechna zařízení v síti. Porovnáním adresy Ethernet s adresou v záhlaví rámce každé zařízení Ethernet testuje každý snímek, aby zjistil, zda je pro ně určen, a případně přečte nebo vyřadí snímek. Síťové adaptéry zahrnují tuto funkci do svého hardwaru.
Zařízení, která chtějí vysílat na ethernetu, nejdříve provedou předběžnou kontrolu, zda je médium k dispozici nebo zda právě probíhá přenos. Pokud je ethernet k dispozici, vysílající zařízení přenáší na kabel.Je však možné, že dvě zařízení provedou tento test přibližně ve stejnou dobu a obě budou vysílány současně.
Podle návrhu, jako kompromis výkonu, norma Ethernet nezabraňuje více simultánnímu přenosu. Tyto tzv. Kolize, když se vyskytnou, způsobují, že obě přenosy selžou a vyžadují, aby obě vysílací zařízení opět vysílaly. Ethernet používá algoritmus založený na časech náhodného zpoždění pro určení správné doby čekání mezi opakovanými přenosy. Síťový adaptér také implementuje tento algoritmus.
V tradičním Ethernetu je tento protokol pro vysílání, poslech a zjišťování kolizí známý jako CSMA / CD (Multiple Access / Detekce kolize). Některé novější formy ethernetu nepoužívají CSMA / CD. Místo toho používají takzvaný full duplex Ethernet protokol, který podporuje simultánní odesílání a přijímání z bodu do bodu bez nutnosti naslouchání.
Více o zařízeních Ethernet
Jak již bylo uvedeno výše, ethernetové kabely jsou omezené a jejich vzdálenosti (až 100 metrů) jsou nedostatečné pro pokrytí středně velkých a velkých síťových instalací. Zesilovač v síti Ethernet je zařízení, které umožňuje připojit více kabelů a rozšiřovat větší vzdálenosti. Bridge zařízení se může připojit k síti Ethernet do jiné sítě jiného typu, například bezdrátové sítě. Jeden populární typ opakovače je rozbočovač sítě Ethernet. Další zařízení, která jsou někdy zaměňována s rozbočovači, jsou přepínače a směrovače.
Síťové adaptéry sítě Ethernet existují také ve více formách. Novější osobní počítače a herní konzole mají vestavěný adaptér Ethernet. Adaptéry USB-to-Ethernet a bezdrátové ethernetové adaptéry lze také konfigurovat tak, aby spolupracovaly s řadou novějších zařízení.
souhrn
Ethernet je jednou z klíčových technologií internetu. Navzdory pokročilému věku společnost Ethernet pokračuje v napájení mnoha místních sítí na celém světě a neustále se zlepšuje, aby uspokojila budoucí potřeby vysoce výkonných sítí.
