Ethernet toetab paljusid maailma kohtvõrke
Mitu aastakümmet on Ethernet osutunud suhteliselt odavaks, mõistlikult kiireks ja väga populaarseks LAN-tehnoloogiaks. See juhendaja selgitab Etherneti põhifunktsioone ja seda, kuidas seda kasutada kodus ja ärivõrgus.
Etherneti ajalugu
Insenerid Bob Metcalfe ja DR Boggs arendasid Etherneti alates 1972. aastast. Tööstusharu standardid, mis põhinevad nende tööl, olid loodud 1980. aastal vastavalt IEEE 802.3 spetsifikatsioonide kogumile. Etherneti spetsifikatsioonid määratlevad madala taseme andmeedastusprotokollid ja tehnilised andmed, mida tootjad peavad teadma Etherneti toodete, näiteks kaartide ja kaablite ehitamiseks.
Etherneti tehnoloogia on arenenud ja laagerdunud pika aja jooksul. Keskmise tarbija võib üldiselt tugineda Etherneti võrgust väljapoole jäävatele toodetele nii, nagu töötatakse välja ja töötatakse üksteisega.
Etherneti tehnoloogia
Traditsiooniline Ethernet toetab andmeedastust kiirusega 10 megabitti sekundis (Mbps) . Kuna võrkude jõudlusvajadused aja jooksul suurenesid, lõi tööstus täiendavaid Etherneti spetsifikatsioone Fast Etherneti ja Gigabit Etherneti jaoks. Fast Ethernet laiendab traditsioonilist Etherneti jõudlust kuni 100 Mbps ja Gigabit Ethernet kiirusega kuni 1000 Mbps. Ehkki tooted ei ole veel keskmisele tarbijale veel kättesaadavad, eksisteerivad 10 Gigabit Ethernet (10 000 Mbit / s) ja seda kasutatakse mõnes ärivõrgus ja Internet2-s.
Etherneti kaablid on samuti valmistatud ühestki mitmest standardispetsifikatsioonist. Kõige populaarsem Etherneti kaabel praeguses kasutuses, kategooria 5 või CAT5 kaabel , toetab nii traditsioonilist kui ka Fast Ethernet-ühendust. Kategooria 5e (CAT5e) ja CAT6 kaablid toetavad Gigabit Ethernet-ühendust.
Etherneti kaablite ühendamiseks arvutiga (või muu võrguseadmega) ühendab inimene kaabli otse seadme Etherneti porti . Mõned seadmed, millel puudub Etherneti tugi, saavad ka Etherneti ühendusi toetada dongle nagu USB-to-Etherneti adapterid. Etherneti kaablid kasutavad ühendusi, mis sarnanevad traditsioonilistele telefonidele kasutatava RJ-45 pistikuga.
Üliõpilastele: OSI-mudelis opereerib Etherneti tehnoloogia füüsilistes ja andmeedastuskihtides - vastavalt kihte 1 ja 2. Ethernet toetab kõiki populaarsemaid võrgu- ja kõrgema taseme protokollid, peamiselt TCP / IP -protokolle.
Etherneti liigid
Tavaliselt viidatud kui Thicknet, oli 10Base5 esimene Etherneti tehnoloogia inkaratsioon. Thicknet'i tööstus kasutas 1980-ndatel, kuni 10Base2 Thinnet ilmus. Thinnet pakub Thinnetti võrreldes Thinner'i (5 millimeetrit vs 10 millimeetrit) ja paindlikumat kaablit, mis lihtsustab Etherneti kontorihoonete juurutamist.
Traditsioonilise Etherneti kõige levinum vorm oli aga 10Base-T. 10Base-T pakub paremaid elektrilisi omadusi kui Thicknet või Thinnet, kuna 10Base-T-kaablid kasutavad pigem varjestamata keeratud paari (UTP) juhtmeid kui koaksiaalseid. 10Base-T osutub kulutõhusamaks kui alternatiivid, näiteks kiudoptilise kaabeldus.
Olemas on arvukalt teisi vähem tuntud Etherneti standardeid, sealhulgas 10Base-FL, 10Base-FB ja 10Base-FP kiudoptilise võrgu jaoks ja 10Broad36 lairibaühenduse (kaabeltelevisiooni) kaablite jaoks. Kõik eespool nimetatud traditsioonilised vormid, sealhulgas 10Base-T, on Fast and Gigabit Etherneti kaudu aegunud.
Veel Fast Etherneti kohta
90-ndate aastate keskel kiirenes Fast Etherneti tehnoloogia ja saavutas oma disaini eesmärgid: a) suurendas traditsioonilise Etherneti jõudlust; b) vältides vajadust olemasolevate Etherneti võrkude täieliku taasühendamise järele. Fast Ethernet on saadaval kahes suuruses:
- 100Base-T (varjestamata keerdpaariga kaabli kasutamine)
- 100Base-FX (kasutades fiiberoptilisi kaableid)
Kõige populaarsem on neist 100Base-T, standard, mis sisaldab 100Base-TX (Category 5 UTP), 100Base-T2 (3. või uuemat UTP-d) ja 100Base-T4 (100Base-T2 kaabel), mis on modifitseeritud kahe täiendava traatpaarid).
Veel Gigabit Etherneti kohta
Ehkki Fast Ethernet parandas traditsioonilist Ethernet 10 megabitist kuni 100 megabiti kiirusele, pakub Gigabit Ethernet samasugust järjekorda võimsust kui Fast Ethernet, pakkudes 1000 Mbit (1 Gigabit) kiirust. Gigabit Ethernet sai esmalt optilise ja vaskkaabli kaudu liikuma, kuid 1000Base-T standard toetab seda ka edukalt. 1000Base-T kasutab 5. kategooria kaablit, mis sarnanevad 100 Mbit / s Etherneti võrguga, kuid gigabiti kiiruse saavutamiseks tuleb kasutada täiendavaid traatpaarusid.
Etherneti topoloogiad ja protokollid
Traditsiooniline Ethernet kasutab bussitopoloogiat, mis tähendab, et kõik võrgus olevad seadmed või hostid kasutavad sama jagatud kommunikatsiooniliini. Igal seadmel on Etherneti aadress, mida nimetatakse ka MAC-aadressiks . Seadmete saatjad kasutavad Etherneti aadresse, et määrata soovitud sõnumi saaja.
Etherneti kaudu edastatud andmed eksisteerivad kaadrite kujul. Etherneti kaadris on päis, andmeseade ja jalus, mille kogupikkus on kuni 1518 baiti. Etherneti päis sisaldab nii soovitud saaja kui ka saatja aadresse.
Etherneti kaudu saadetud andmed edastatakse automaatselt kõigile võrgu seadmetele. Kui võrrelda oma Etherneti aadressi kaadri päises oleva aadressiga, siis iga Etherneti seade katsetab iga kaadrit, et määrata, kas see on neile mõeldud, ning loeb või loobub raami vajaduse korral. Võrgukaardid sisaldavad seda funktsiooni oma riistvarasse.
Seadmed, mis soovivad Etherneti kaudu edastada, teevad kõigepealt esialgse kontrolli, et määrata, kas andmekandja on olemas või kas edastamine on praegu pooleli. Kui Ethernet on saadaval, saadab seade saatja traadi külge. Siiski on võimalik, et kaks seadet täidavad seda testi umbes samal ajal ja mõlemad edastavad samaaegselt.
Disaini, tulemuslikkuse kompenseerimisega ei takista Etherneti standard mitme paralleelset edastamist. Need nn kokkupõrked, kui need ilmnevad, põhjustavad mõlemat edastamist ebaõnnestumiseks ja nõuavad, et mõlemad saatesid edastab uuesti. Ethernet kasutab algoritmi, mis põhineb juhuslikul viivitusajal, et määrata õige ooteaeg uuesti edastuste vahel. Võrguadapter rakendab ka seda algoritmi.
Traditsioonilises Ethernetis on käesolev protokoll ringlusse laskmiseks, kuulamiseks ja kokkupõrgete tuvastamiseks tuntud kui CSMA / CD (Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection). Mõned uuemad Etherneti vormid ei kasuta CSMA / CD-d. Selle asemel kasutavad nad nn täisdupleksset Etherneti protokolli, mis toetab punktivälist samaaegset saatmist ja vastuvõtmist, ilma et oleks vaja kuulata.
Lisateave Etherneti seadmete kohta
Nagu varem mainitud, on Etherneti kaablid oma ulatusega piiratud ja need vahemaad (lühikesed 100 meetrit) ei ole piisavad, et katta keskmise suurusega ja suured võrgurakendused. Etherneti võrgu kordur on seade, mis võimaldab ühendada mitu kaablit ja pikendada suuremate vahemaade hajutamist. Silla seade võib ühendada Ethernetiga teise tüüpi võrku, näiteks traadita võrku. Üks populaarne repiiterseadme tüüp on Ethernet- jaotur . Muud seadmed, mis mõnikord segistiid hubidega, on lülitid ja ruuterid .
Etherneti võrguadapterid eksisteerivad mitmel kujul. Uuematel personaalarvutitel ja mängukonsoolidel on sisseehitatud Etherneti adapter. USB-to-Etherneti adapterid ja traadita Etherneti adapterid võivad olla konfigureeritud töötama paljude uuemate seadmetega.
Kokkuvõte
Ethernet on üks Interneti-põhistest tehnoloogiatest. Vaatamata oma vanusele, jätkab Ethernet võimsust paljudes maailma kohtvõrkudes ja pidevalt paraneb, et rahuldada tulevaste suure jõudlusega võrkude loomise vajadusi.