Az Ethernet évtizedek óta viszonylag olcsó, viszonylag gyors és nagyon népszerű LAN (helyi hálózat) technológiaként bizonyult.
Az Ethernet története
A mérnökök Bob Metcalfe és D. R. Boggs 1972-től kezdve fejlesztette ki az Ethernetet. A munkájukon alapuló iparági szabványokat 1980-ban hozták létre az IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.3 specifikációi alapján. Az Ethernet-specifikációk meghatározzák az alacsony szintű adatátviteli protokollokat és azokat a műszaki részleteket, amelyeket a gyártóknak tudniuk kell Ethernet-termékek, például kártyák és kábelek készítéséhez.
Az Ethernet technológia az azóta eltelt évek során fejlődött és érett. Manapság a fogyasztó bízhat abban, hogy a kész Ethernet-termékek a tervek szerint működnek, és együttműködnek egymással.
Ethernet technológia
A hagyományos Ethernet támogatja a 10 megabit/s (Mbps) adatátvitelt. Ahogy a hálózatok teljesítményigénye idővel nőtt, az iparág további Ethernet-specifikációkat hozott létre a Fast Ethernet és a Gigabit Ethernet számára.
A Fast Ethernet a hagyományos Ethernet teljesítményt 100 Mbps-ig, a Gigabit Ethernet pedig 1000 Mbps-ig bővíti. Bár nem érhetők el az átlagos fogyasztók számára, a 10 Gigabit Ethernet (10 000 Mbps) most már egyes vállalkozások, adatközpontok és Internet2 entitások hálózatait látja el energiával. Általában azonban a költségek korlátozzák széles körű elterjedését.
Az Ethernet-kábeleket is a számos szabványos specifikáció bármelyike szerint gyártják. A legnépszerűbb Ethernet-kábel, az 5-ös kategória (CAT5-kábel) támogatja a hagyományos és a Fast Ethernet-et is. Az 5e kategóriás (CAT5e) és CAT6 kábelek támogatják a Gigabit Ethernetet.
Ethernet-kábel számítógéphez (vagy más hálózati eszközhöz) való csatlakoztatásához csatlakoztassa a kábelt az eszköz Ethernet-portjához. Egyes Ethernet-támogatás nélküli eszközök támogatják az Ethernet-kapcsolatokat hardverkulcsok, például USB-Ethernet adapterek használatával. Az Ethernet-kábelek a hagyományos telefonokhoz használt RJ-45 csatlakozóhoz hasonló csatlakozókat használnak.
Az OSI (Open Systems Interconnection) modellben az Ethernet technológia a fizikai és az adatkapcsolati rétegen működik – az első és második rétegben. Az Ethernet támogatja az összes népszerű hálózati és magasabb szintű protokollt, elsősorban a TCP/IP-t.
Ethernet-típusok
A gyakran Thicknet néven emlegetett 10Base5 volt az Ethernet technológia első inkarnációja. Az iparág a Thicknetet az 1980-as években használta a 10Base2 Thinnet megjelenéséig. A Thicknethez képest a Thinnet a vékonyabb (5 milliméter vs. 10 milliméteres) és rugalmasabb kábelezés előnyét kínálja, megkönnyítve az irodaházak Ethernet-bekötését.
A hagyományos Ethernet leggyakoribb formája azonban a 10Base-T. Jobb elektromos tulajdonságokat kínál, mint a Thicknet vagy a Thinnet, mivel a 10Base-T kábelek árnyékolatlan csavart érpárú (UTP) vezetékeket használnak koaxiális helyett. A 10Base-T költséghatékonyabb is, mint az olyan alternatívák, mint az optikai kábelezés.
Más kevésbé ismert Ethernet-szabványok is léteznek, köztük a 10Base-FL, 10Base-FB és 10Base-FP az optikai hálózatokhoz és a 10Broad36 a szélessávú (kábeltelevíziós) kábelezéshez. A Fast és a Gigabit Ethernet a fenti hagyományos formákat, beleértve a 10Base-T-t is, elavulttá tette.
További információ a Fast Ethernetről
Az 1990-es évek közepén a Fast Ethernet technológia kiforrott, és elérte tervezési céljait, hogy növelje a hagyományos Ethernet teljesítményét, miközben elkerülte a meglévő Ethernet hálózatok teljes újrakábelezését.
A Fast Ethernet két fő változatban érhető el:
- 100Base-T (árnyékolatlan, csavart érpárral)
- 100Base-FX (száloptikai kábellel)
A legnépszerűbb a 100Base-T, egy szabvány, amely magában foglalja a 100Base-TX-et (5. kategória UTP), a 100Base-T2-t (3-as vagy jobb UTP-t) és a 100Base-T4-et (a 100Base-T2 kábelezést úgy módosították, hogy kettő legyen további vezetékpárok).
Bottom Line
Míg a Fast Ethernet 10 megabitesről 100 megabitesre javította a hagyományos Ethernetet, a Gigabit Ethernet 1000 megabites (1 gigabites) sebességgel javítja a Fast Ethernetet. A Gigabit Ethernetet először optikai és rézkábelezésre tervezték, de az 1000Base-T szabvány is támogatja. Az 1000Base-T a 100 Mbps Ethernethez hasonló 5. kategóriás kábelezést használ, bár a gigabites sebesség eléréséhez további vezetékpárok használata szükséges.
Ethernet topológiák és protokollok
A hagyományos Ethernet busztopológiát alkalmaz, ami azt jelenti, hogy a hálózaton lévő összes eszköz vagy gazdagép ugyanazt a megosztott kommunikációs vonalat használja. Minden eszköz rendelkezik Ethernet-címmel, más néven MAC-címmel. A küldő eszközök Ethernet-címeket használnak az üzenetek címzettjének meghatározására.
Az Etherneten keresztül küldött adatok keretek formájában léteznek. Egy Ethernet-keret fejlécet, adatszakaszt és láblécet tartalmaz, amelyek együttes hossza nem haladja meg az 1518 bájtot. Az Ethernet fejléc tartalmazza mind a címzett, mind a feladó címét.
Az Etherneten keresztül küldött adatok automatikusan sugárzásra kerülnek a hálózat összes eszközére. Az Ethernet-cím és a keretfejlécben lévő cím összehasonlítása révén minden Ethernet-eszköz tesztel minden egyes keretet, hogy megállapítsa, az adott keretet erre szánták-e, és szükség szerint beolvassa vagy eldobja a keretet. A hálózati adapterek beépítik ezt a funkciót a hardverükbe.
Az Ethernet hálózaton továbbítani kívánó eszközök először előzetes ellenőrzést végeznek annak megállapítására, hogy az adathordozó elérhető-e, vagy folyamatban van-e átvitel. Ha az Ethernet elérhető, a küldő eszköz továbbít a vezetékre. Lehetséges azonban, hogy két eszköz közelítőleg ugyanabban az időben hajtja végre ezt a tesztet, és mindkettő egyidejűleg továbbít.
A teljesítmény kompromisszumaként az Ethernet szabvány nem akadályozza meg a több egyidejű átvitelt. Ezek az úgynevezett ütközések, amikor előfordulnak, mindkét átvitel meghiúsulását okozzák, és mindkét küldő eszköznek újra kell küldenie. Az Ethernet véletlenszerű késleltetési időn alapuló algoritmust használ az újraküldések közötti megfelelő várakozási idő meghatározására. A hálózati adapter is megvalósítja ezt az algoritmust.
A hagyományos Ethernetben ez a sugárzásra, hallgatásra és ütközések észlelésére szolgáló protokoll CSMA/CD (carrier sense multiple access/collision detection) néven ismert. Az Ethernet egyes újabb formái nem használnak CSMA/CD-t. Ehelyett a full-duplex Ethernet protokollt használják, amely támogatja a pont-pont egyidejű küldést és fogadást, hallgatás nélkül.
További információ az Ethernet-eszközökről
Az Ethernet-kábelek elérhetősége korlátozott, és ezek a távolságok (akár 100 méter) nem elegendőek a közepes és nagy hálózati telepítések lefedésére. Az Ethernet hálózatban található átjátszó lehetővé teszi több kábel csatlakoztatását és nagyobb távolságok áthidalását. Egy hídeszköz csatlakoztathatja az Ethernetet egy másik típusú hálózathoz, például vezeték nélküli hálózathoz. Az átjátszó eszközök egyik népszerű típusa az Ethernet hub. Más eszközök, amelyeket néha összetévesztenek a hubokkal, a kapcsolók és az útválasztók.
Az Ethernet hálózati adapterek is többféle formában léteznek. A számítógépek és játékkonzolok beépített Ethernet adapterekkel rendelkeznek. Az USB-Ethernet adapterek és a vezeték nélküli Ethernet adapterek is konfigurálhatók úgy, hogy számos eszközzel működjenek.
Összefoglaló
Az Ethernet az internet egyik kulcsfontosságú technológiája. Kora ellenére az Ethernet továbbra is táplálja a világ számos helyi hálózatát, és folyamatosan fejlődik, hogy megfeleljen a nagy teljesítményű hálózatok jövőbeli igényeinek.
