Ethernet napája mnohé lokálne siete na svete
Už niekoľko desaťročí sa Ethernet osvedčil ako pomerne lacná, primerane rýchla a veľmi populárna technológia LAN. Tento návod vysvetľuje základné funkcie Ethernetu a jeho využitie v domácich a podnikových sieťach.
História siete Ethernet
Inžinieri Bob Metcalfe a DR Boggs vyvinuli sieť Ethernet od roku 1972. Priemyselné štandardy založené na ich práci boli založené v roku 1980 podľa špecifikácie IEEE 802.3. Špecifikácie siete Ethernet definujú protokoly prenosu údajov nízkej úrovne a výrobcovia technických detailov musia vedieť, ako vytvoriť produkty Ethernet, ako sú karty a káble.
Ethernetová technológia sa vyvinula a dozrievala počas dlhého časového obdobia. Priemerný spotrebiteľ sa vo všeobecnosti môže spoliehať na produkty Ethernet, ktoré nie sú dostupné, aby fungovali tak, ako boli navrhnuté a aby spolupracovali navzájom.
Ethernetová technológia
Tradičný ethernet podporuje dátové prenosy rýchlosťou 10 megabitov za sekundu (Mb / s) . Keďže výkonové potreby sietí sa časom zvýšili, priemysel vytvoril ďalšie špecifikácie Ethernet pre Fast Ethernet a Gigabit Ethernet. Fast Ethernet rozširuje tradičné výkony Ethernet až na 100 Mbps a Gigabit Ethernet až na rýchlosť 1000 Mbps. Hoci výrobky nie sú pre priemerného spotrebiteľa k dispozícii, existuje aj 10 Gigabit Ethernet (10 000 Mb / s), ktoré sa používajú v niektorých obchodných sieťach a na internete2.
Ethernetové káble sú taktiež vyrobené podľa niektorého z niekoľkých štandardných špecifikácií. Najobľúbenejší kábel Ethernet v bežnom používaní, kábel kategórie 5 alebo CAT5 podporuje tradičné aj Fast Ethernet. Káble kategórie 5e (CAT5e) a CAT6 podporujú Gigabit Ethernet.
Ak chcete pripojiť káble Ethernet k počítaču (alebo inému sieťovému zariadeniu), osoba zasunie kábel priamo do portu Ethernet zariadenia. Niektoré zariadenia bez podpory siete Ethernet môžu tiež podporovať pripojenia Ethernet pomocou kľúčov, ako sú napríklad adaptéry USB-to-Ethernet . Ethernet káble využívajú konektory, ktoré vyzerajú podobne ako konektor RJ-45 používaný s tradičnými telefónmi.
Pre študentov: V modeli OSI pracuje technológia Ethernet na fyzických a dátových vrstvách - vrstvy jedna a dve. Ethernet podporuje všetky populárne protokoly siete a vyššej úrovne, hlavne protokol TCP / IP .
Typy ethernetu
Často označovaná ako Thicknet, 10Base5 bola prvou inštaláciou technológie Ethernet. Priemysel používal Thicknet v osemdesiatych rokoch, kým sa objavil 10Base2 Thinnet. V porovnaní s Thicknet ponúkal Thinnet tú výhodu tenšieho (5 milimetrov v porovnaní s 10 milimetrov) a flexibilnejšiu kabeláž, čo uľahčuje pripojenie kancelárskych budov k sieti Ethernet.
Najbežnejšou formou tradičného Ethernetu však bola 10Base-T. 10Base-T ponúka lepšie elektrické vlastnosti ako Thicknet alebo Thinnet, pretože káble 10Base-T využívajú netienené vedenie skrútených párov (UTP) a nie koaxiálne. 10Base-T sa ukázali ako nákladovo efektívnejšie ako alternatívy, ako je optická kabeláž.
Existuje mnoho ďalších menej známych štandardov Ethernet, vrátane 10Base-FL, 10Base-FB a 10Base-FP pre optické siete a 10Broad36 pre širokopásmovú kabeláž. Všetky vyššie uvedené tradičné formy, vrátane 10Base-T, sa stali zastaranými rýchlymi a gigabitovými ethernetmi.
Viac informácií o Fast Ethernet
V polovici deväťdesiatych rokov technológia Fast Ethernet vyspelá a splnila svoje koncepčné ciele a) zvyšovania výkonnosti tradičného Ethernetu, b) vyhnúť sa potrebe kompletne prepojiť existujúce siete Ethernet. Fast Ethernet sa dodáva v dvoch hlavných odrodách:
- 100Base-T (s použitím netieneného krúteného páru)
- 100Base-FX (s káblom z optických vlákien)
Zďaleka najpopulárnejším z nich je 100Base-T, štandard, ktorý zahŕňa 100Base-TX (kategória 5 UTP), 100Base-T2 (kategória 3 alebo lepšie UTP) a 100Base-T4 (100Base-T2 kabeláž upravená tak, drôtové páry).
Viac informácií o Gigabit Ethernet
Zatiaľ čo Fast Ethernet vylepšil tradičný Ethernet od rýchlosti 10 megabitov až po 100 megabitov, Gigabit Ethernet sa môže oproti rýchlemu ethernetu zdokonaliť rýchlosťou 1000 megabitov (1 Gigabit). Gigabitový Ethernet bol prvýkrát vyrobený na cestovanie cez optickú a medenú kabeláž, ale štandard 1000Base-T to úspešne podporuje. 1000Base-T používa kabeláž kategórie 5 podobná 100 Mbps Ethernet, aj keď dosiahnutie gigabitovej rýchlosti vyžaduje použitie ďalších párov káblov.
Ethernet topológie a protokoly
Tradičná sieť Ethernet využíva topológiu zbernice, čo znamená, že všetky zariadenia alebo hostitelia v sieti používajú rovnakú zdieľanú komunikačnú linku. Každé zariadenie má adresu Ethernet, známu aj ako MAC adresa . Odosielajúce zariadenia používajú adresy siete Ethernet na zadanie určeného príjemcu správ.
Údaje odosielané cez Ethernet existujú vo forme rámcov. Rámec Ethernet obsahuje hlavičku, dátovú časť a pätu s kombinovanou dĺžkou nie viac ako 1518 bajtov. Záhlavie Ethernet obsahuje adresy určeného príjemcu aj odosielateľa.
Údaje odosielané cez Ethernet sa automaticky vysielajú na všetky zariadenia v sieti. Porovnaním ich adresy Ethernet s adresou v záhlaví rámca každé zariadenie Ethernet testuje každý snímok, aby zistil, či je určený pre ne a číta alebo odhodí rám podľa potreby. Sieťové adaptéry zahŕňajú túto funkciu do svojho hardvéru.
Zariadenia, ktoré chcú vysielať na sieti Ethernet, najskôr vykonajú predbežnú kontrolu, či je médium k dispozícii alebo či je práve prebieha prenos. Ak je Ethernet dostupný, odosielajúce zariadenie prenesie na kábel. Je však možné, že dve zariadenia budú vykonávať tento test približne v rovnakom čase a oba súčasne vysielajú.
Podľa návrhu, ako kompromis výkonu, norma Ethernet nezabraňuje viacnásobnému simultánnemu prenosu. Tieto tzv. Kolízie, ak sa vyskytnú, spôsobujú zlyhanie obidvoch prenosov a vyžadujú, aby obe vysielacie zariadenia znovu vysielali. Ethernet používa algoritmus založený na náhodných časoch oneskorenia na určenie správnej čakacej doby medzi opakovanými vysielaniami. Sieťový adaptér tiež implementuje tento algoritmus.
V tradičnom rozhraní Ethernet je tento protokol na vysielanie, počúvanie a detekovanie kolízií známy ako CSMA / CD (Multiple Access Sense / Carl Sense Multiple Access / Collision Detection). Niektoré novšie formy ethernetu nepoužívajú CSMA / CD. Namiesto toho používajú takzvaný full duplex Ethernet protokol, ktorý podporuje simultánne odosielanie a prijímanie z bodu do bodu bez potreby počúvania.
Viac informácií o zariadeniach Ethernet
Ako už bolo spomenuté vyššie, ethernetové káble sú v ich dosahu obmedzené a také vzdialenosti (tak krátke ako 100 metrov) nepostačujú na pokrytie stredných a veľkých sieťových inštalácií. Opakovač v sieti Ethernet je zariadenie, ktoré umožňuje pripojenie viacerých káblov a rozširovanie vzdialeností. Bridge zariadenie sa môže pripojiť k ethernetu do inej siete iného typu, ako je napríklad bezdrôtová sieť. Jeden populárny typ opakovača je rozbočovač siete Ethernet. Ďalšie zariadenia, ktoré niekedy sú zamenené s rozbočovačmi, sú prepínače a smerovače .
Sieťové adaptéry siete Ethernet existujú aj vo viacerých formách. Novšie osobné počítače a herné konzoly majú vstavaný adaptér Ethernet. Adaptéry USB-to-Ethernet a bezdrôtové adaptéry Ethernet môžu byť nakonfigurované tak, aby spolupracovali s mnohými novšími zariadeniami.
zhrnutie
Ethernet je jednou z kľúčových technológií internetu. Napriek svojmu pokročilému veku sieť Ethernet pokračuje v napájaní mnohých lokálnych sietí na celom svete a neustále sa zlepšuje, aby uspokojila budúce potreby vysoko výkonných sietí.