Ethernet toimii monilla maailman lähiverkkoilla
Useiden vuosikymmenien ajan Ethernet on osoittautunut suhteellisen edulliseksi, kohtuullisen nopeaksi ja erittäin suosittu LAN-tekniikka. Tämä opetusohjelma selvittää Ethernetin perustoiminnot ja miten sitä voidaan hyödyntää kotona ja yrityksissä.
Ethernetin historia
Insinöörit Bob Metcalfe ja DR Boggs kehittivät Ethernetin alkuvuodesta 1972. Tehtävästään perustuvat teollisuusstandardit perustettiin vuonna 1980 IEEE 802.3 -sarjaan. Ethernet-määritykset määrittelevät matalan tason tiedonsiirtoprotokollat ja teknisten tietojen valmistajien on tunnettava Ethernet-tuotteiden kuten korttien ja kaapeleiden rakentaminen.
Ethernet-teknologia on kehittynyt ja kypsynyt pitkään aikaan. Keskivertokuluttaja voi yleensä luottaa Ethernet-tuotteisiin, jotka toimivat suunnitellusti ja toimivat keskenään.
Ethernet-tekniikka
Perinteinen Ethernet tukee tietojen siirtoja nopeudella 10 megabittiä sekunnissa (Mbps) . Koska verkkojen suorituskykyvaatimukset kasvoivat ajan myötä, teollisuus loi Ethernetin ja Gigabit Ethernetin lisäksi Ethernet-lisätiedot. Fast Ethernet laajentaa perinteisen Ethernet-suorituskyvyn jopa 100 Mbps ja Gigabit Ethernet jopa 1000 Mbps nopeuksilla. Vaikka keskivertokuluttajille ei ole vielä saatavilla tuotteita, 10 Gigabit Ethernet (10 000 Mbps) on olemassa ja sitä käytetään joillakin liiketoimintaverkoilla ja Internet2: lla.
Ethernet-kaapelit valmistetaan myös moniin useisiin vakiomäärityksiin. Nykyisin käytössä oleva suosituin Ethernet-kaapeli, luokan 5 tai CAT5-kaapeli tukee sekä perinteisiä että Fast Ethernet -kaapeleita . Kategoria 5e (CAT5e) ja CAT6- kaapelit tukevat Gigabit Ethernet -tekniikkaa.
Ethernet-kaapeleiden liittäminen tietokoneeseen (tai muuhun verkkolaitteeseen) liittää kaapelin suoraan laitteen Ethernet-porttiin . Jotkin laitteet, joissa ei ole Ethernet-tukea, voivat myös tukea Ethernet-liitäntöjä esimerkiksi dongleilla , kuten USB-Ethernet- sovittimilla. Ethernet-kaapeleissa käytetään liittimiä, jotka muistuttavat perinteisten puhelimien käyttämää RJ-45-liitintä.
Opiskelijoille: OSI-mallissa Ethernet-teknologia toimii fyysisissä ja datayhteyskerroksissa - kerroksittain yksi ja kaksi. Ethernet tukee kaikkia suosittuja verkko- ja ylemmän tason protokollia, pääasiassa TCP / IP .
Tyypit Ethernet
Usein nimellä Thicknet, 10Base5 oli Ethernet-tekniikan ensimmäinen inkarnaatio. Teollisuus käytti Thicknetiä 1980-luvulla, kunnes 10Base2 Thinnet ilmestyi. Verrattuna Thicknet-verkkoon Thinnet tarjosi ohuempien (5 millimetrin tai 10 millimetrin) edut ja joustavamman kaapeloinnin, mikä helpottaa Ethernet-toimistorakennusten viemistä.
Perinteisen Ethernet-yhteyden yleisin muoto oli kuitenkin 10Base-T. 10Base-T tarjoaa parempia sähköisiä ominaisuuksia kuin Thicknet tai Thinnet, koska 10Base-T-kaapelit käyttävät suojaamatonta kierrettyä parikaapelia (UTP) johdotus koaksiaalisena. 10Base-T osoittautui myös kustannustehokkaammaksi kuin vaihtoehdot, kuten kuituoptisen kaapeloinnin.
On olemassa lukuisia muita vähemmän tunnettuja Ethernet-standardeja, kuten 10Base-FL, 10Base-FB ja 10Base-FP kuituoptiset verkot ja 10Broad36 laajakaistakaapeli (kaapelitelevisio) kaapelointiin. Kaikki edellä mainitut perinteiset muodot, mukaan lukien 10Base-T, on vanhentunut Fast- ja Gigabit Ethernetin avulla.
Lisätietoja Fast Ethernetista
1990-luvun puolivälissä Fast Ethernet -tekniikka kehittyi ja saavutti suunnittelutavoitteensa a) perinteisen Ethernet-verkon suorituskyvyn lisäämiseksi, b) vältettäisiin nykyisten Ethernet-verkkojen täydellinen uudelleenliitäntä. Fast Ethernet tulee kahteen päälajikkeeseen:
- 100Base-T (käyttämällä suojaamatonta kierrettyä parikaapelia)
- 100Base-FX (käyttämällä valokaapelia)
Kaikkein suosituin näistä on 100Base-T, standardi, joka sisältää 100Base-TX (Category 5 UTP), 100Base-T2 (Luokka 3 tai parempi UTP) ja 100Base-T4 (100Base-T2 kaapelointi, johdinparit).
Lisätietoja Gigabit Ethernetistä
Vaikka Fast Ethernet paransi perinteistä Ethernet-verkkoa 10 megabitista 100 megabittiin, Gigabit Ethernet tarjoaa saman suuruusluokan parannuksen Fast Ethernetin kanssa tarjoamalla 1000 megabittien (1 Gigabitin) nopeudet. Gigabit Ethernet aloitettiin ensimmäisen kerran matkustamaan optisen ja kuparikaapeloinnin kautta, mutta 1000Base-T-standardi tukee myös sitä. 1000Base-T käyttää luokan 5 kaapelointia, joka on samanlainen kuin 100 Mbps Ethernet, mutta gigabitin nopeuden saavuttaminen vaatii lisää johtopareja.
Ethernet-topologiat ja protokollat
Perinteinen Ethernet käyttää bussitopologiaa, mikä tarkoittaa, että kaikki verkossa olevat laitteet tai isännät käyttävät samaa jaettua tietoliikennelinjaa. Jokaisella laitteella on Ethernet-osoite, joka tunnetaan myös nimellä MAC-osoite . Lähettävät laitteet käyttävät Ethernet-osoitteita määritelläksesi viestien vastaanottajan.
Ethernetin kautta lähetetyt tiedot ovat kehysten muodoissa. Ethernet-kehys sisältää otsikon, tietojakson ja alatunnisteen, jonka yhteenlaskettu pituus on enintään 1518 tavua. Ethernet-otsikko sisältää sekä vastaanottajan että lähettäjän osoitteet.
Ethernetin kautta lähetetyt tiedot lähetetään automaattisesti kaikille verkon laitteille. Vertaamalla niiden ethernet-osoitetta kehysotsakkeessa olevaan osoitteeseen kukin Ethernet-laite testaa jokaisen kehyksen määrittääkseen, onko se tarkoitettu heille ja lue tai hylkää kehyksen tarpeen mukaan. Verkkosovittimet liittävät tämän toiminnon laitteisiinsa.
Ethernet-verkossa lähetettävät laitteet ensin suorittavat alustavan tarkistuksen määrittääkseen, onko tallennusvälinettä saatavilla vai onko siirto parhaillaan käynnissä. Jos Ethernet on käytettävissä, lähettävä laite lähettää langalle. On kuitenkin mahdollista, että kaksi laitetta suorittavat tämän testin suunnilleen samaan aikaan ja molemmat lähetetään samanaikaisesti.
Suunnittelulla, suorituskyvyn kompromissina Ethernet-standardi ei estä useita samanaikaista lähetystä. Nämä niin sanotut törmäykset, kun ne ilmenevät, aiheuttavat molempien lähetysten epäonnistumisen ja edellyttävät sekä lähettävien laitteiden lähettämistä uudelleen. Ethernet käyttää algoritmia, joka perustuu satunnaisiin viiveisiin, jotta määritetään oikea odotusjakso uudelleenlähetysten välillä. Verkkosovitin toteuttaa myös tämän algoritmin.
Perinteisessä ethernetissä tämä protokolla yleislähetystä, kuuntelua ja törmäysten tunnistamista kutsutaan nimellä CSMA / CD (Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection). Jotkut uudemmat Ethernet-muodot eivät käytä CSMA / CD-levyjä. Sen sijaan he käyttävät ns. Full duplex Ethernet -protokollaa, joka tukee samanaikaisesti lähetettäviä ja vastaanotettavia pisteitä pisteeseen, ilman kuuntelua.
Lisätietoja Ethernet-laitteista
Kuten aiemmin mainittiin, Ethernet-kaapelit ovat rajalliset ja etäisyydet (vain 100 metriä) eivät riitä kattamaan keskisuuria ja suuria verkkoasennuksia. Ethernet-verkkoliitännän toistin on laite, jonka avulla voidaan liittää useita kaapeleita ja laajempia etäisyyksiä. Silta laite voi liittyä Ethernet toiseen verkkoon eri tyyppinen, kuten langaton verkko. Yksi suosittu toistinlaite on Ethernet- keskitin . Muut laitteet, jotka joskus sekoitetaan keskittimiin, ovat kytkimet ja reitittimet .
Ethernet-verkkokortit ovat myös monessa muodossa. Uusilla tietokoneilla ja pelikonsoleilla on sisäänrakennettu Ethernet-sovitin. USB-Ethernet-sovittimet ja langattomat Ethernet-sovittimet voidaan myös konfiguroida toimimaan monien uusien laitteiden kanssa.
Yhteenveto
Ethernet on yksi Internetin keskeisistä teknologioista. Edistyksellisestä aikakaudestaan huolimatta Ethernet jatkaa monien maailman lähiverkkojen virtaa ja kehittää jatkuvasti vastaamaan tulevaisuuden tarpeisiin korkean suorituskyvyn verkottumiseen.