В продължение на десетилетия Ethernet се доказа като сравнително евтина, сравнително бърза и много популярна LAN (локална мрежа) технология.
Историята на Ethernet
Инженерите Боб Меткалф и Д. Р. Boggs разработи Ethernet в началото на 1972 г. Индустриалните стандарти, базирани на тяхната работа, бяха установени през 1980 г. съгласно набора от спецификации 802.3 на IEEE (Институт на инженерите по електротехника и електроника). Ethernet спецификациите определят протоколи за предаване на данни от ниско ниво и техническите подробности, които производителите трябва да знаят, за да създават Ethernet продукти като карти и кабели.
Ethernet технологията се разви и узря през годините след това. В днешно време потребителят може да разчита на готови Ethernet продукти да работят както са проектирани и да работят помежду си.
Ethernet технология
Традиционният Ethernet поддържа трансфер на данни със скорост от 10 мегабита в секунда (Mbps). Тъй като нуждите от производителност на мрежите се увеличиха с течение на времето, индустрията създаде допълнителни Ethernet спецификации за Fast Ethernet и Gigabit Ethernet.
Fast Ethernet разширява традиционната Ethernet производителност до 100 Mbps и Gigabit Ethernet до 1 000 Mbps. Въпреки че не са достъпни за средния потребител, 10 Gigabit Ethernet (10 000 Mbps) сега захранва мрежите на някои фирми, центрове за данни и Internet2 обекти. Като цяло обаче разходите ограничават широкото му приемане.
Ethernet кабелите също се произвеждат по някоя от няколко стандартни спецификации. Най-популярният използван Ethernet кабел, категория 5 (кабел CAT5), поддържа както традиционен, така и Fast Ethernet. Кабелите от категория 5e (CAT5e) и CAT6 поддържат Gigabit Ethernet.
За да свържете Ethernet кабел към компютър (или други мрежови устройства), включете кабел в Ethernet порта на устройството. Някои устройства без Ethernet поддръжка могат да поддържат Ethernet връзки с помощта на ключове, като USB-към-Ethernet адаптери. Ethernet кабелите използват конектори, които изглеждат като RJ-45 конектора, използван при традиционните телефони.
В модела OSI (Open Systems Interconnection) Ethernet технологията работи на физическия слой и слоя на връзката за данни - съответно първи и втори слой. Ethernet поддържа всички популярни мрежови протоколи и протоколи от по-високо ниво, главно TCP/IP.
Видове Ethernet
Често наричана Thicknet, 10Base5 беше първото въплъщение на Ethernet технологията. Индустрията използва Thicknet през 80-те години, докато не се появи 10Base2 Thinnet. В сравнение с Thicknet, Thinnet предлага предимството на по-тънки (5 милиметра срещу 10 милиметра) и по-гъвкави кабели, което улеснява свързването на офис сгради за Ethernet.
Най-разпространената форма на традиционния Ethernet обаче е 10Base-T. Той предлага по-добри електрически свойства от Thicknet или Thinnet, тъй като 10Base-T кабелите използват неекранирана усукана двойка (UTP) кабели, а не коаксиални. 10Base-T също така е по-рентабилен от алтернативи като оптични кабели.
Съществуват и други по-малко известни Ethernet стандарти, включително 10Base-FL, 10Base-FB и 10Base-FP за оптични мрежи и 10Broad36 за широколентово окабеляване (кабелна телевизия). Бързият и Gigabit Ethernet направи всички горепосочени традиционни форми, включително 10Base-T, остарели.
Повече за Fast Ethernet
В средата на 90-те години на миналия век технологията Fast Ethernet стана зряла и постигна проектните си цели за увеличаване на производителността на традиционния Ethernet, като същевременно се избягва необходимостта от пълно прекабеляване на съществуващи Ethernet мрежи.
Fast Ethernet се предлага в две основни разновидности:
- 100Base-T (с помощта на неекраниран кабел с усукана двойка)
- 100Base-FX (с помощта на оптичен кабел)
Най-популярният е 100Base-T, стандарт, който включва 100Base-TX (Категория 5 UTP), 100Base-T2 (Категория 3 или по-добра UTP) и 100Base-T4 (100Base-T2 кабели, модифицирани да включват две допълнителни двойки проводници).
Долен ред
Докато Fast Ethernet подобри традиционния Ethernet от 10-мегабитова на 100-мегабитова скорост, Gigabit Ethernet подобрява Fast Ethernet, като предлага скорости от 1000 мегабита (1 гигабит). Gigabit Ethernet за първи път е направен да пътува по оптични и медни кабели, но стандартът 1000Base-T също го поддържа. 1000Base-T използва кабели от категория 5, подобни на 100 Mbps Ethernet, въпреки че постигането на гигабитова скорост изисква използването на допълнителни двойки проводници.
Ethernet топологии и протоколи
Традиционният Ethernet използва топология на шина, което означава, че всички устройства или хостове в мрежата използват една и съща споделена комуникационна линия. Всяко устройство притежава Ethernet адрес, известен още като MAC адрес. Изпращащите устройства използват Ethernet адреси, за да определят предвидените получатели на съобщенията.
Данните, изпратени през Ethernet, съществуват под формата на рамки. Една Ethernet рамка съдържа заглавка, секция с данни и долен колонтитул с обща дължина не повече от 1518 байта. Ethernet заглавката съдържа адресите както на предвидения получател, така и на подателя.
Данните, изпратени по Ethernet, се излъчват автоматично към всички устройства в мрежата. Чрез сравняване на Ethernet адреса с адреса в заглавката на кадъра, всяко Ethernet устройство тества всеки кадър, за да определи дали е предназначен за него и чете или изхвърля кадъра според случая. Мрежовите адаптери включват тази функция в своя хардуер.
Устройствата, които искат да предават в Ethernet мрежа, първо извършват предварителна проверка, за да определят дали носителят е наличен или дали предаването е в ход. Ако Ethernet е наличен, изпращащото устройство предава по кабела. Възможно е обаче две устройства да извършат този тест приблизително по едно и също време и двете да предават едновременно.
По дизайн, като компромис с производителността, Ethernet стандартът не предотвратява множество едновременни предавания. Тези така наречени сблъсъци, когато възникнат, причиняват неуспех на двете предавания и изискват и двете изпращащи устройства да предават повторно. Ethernet използва алгоритъм, базиран на произволни времена на забавяне, за да определи подходящия период на изчакване между повторните предавания. Мрежовият адаптер също прилага този алгоритъм.
В традиционния Ethernet, този протокол за излъчване, прослушване и откриване на сблъсъци е известен като CSMA/CD (Carrier Sense multiple access/collision detection). Някои по-нови форми на Ethernet не използват CSMA/CD. Вместо това те използват пълен дуплексен Ethernet протокол, който поддържа едновременно изпращане и получаване от точка до точка без необходимост от слушане.
Повече за Ethernet устройствата
Ethernet кабелите са с ограничен обсег и тези разстояния (до 100 метра) са недостатъчни за покриване на средни и големи мрежови инсталации. Ретранслаторът в Ethernet мрежата позволява свързването на множество кабели и преминаването на по-големи разстояния. Мостовото устройство може да присъедини Ethernet към друга мрежа от различен тип, като например безжична мрежа. Един популярен тип ретранслаторно устройство е Ethernet хъб. Други устройства, които понякога се бъркат с хъбове, са комутатори и рутери.
Ethernet мрежовите адаптери също съществуват в множество форми. Компютрите и игровите конзоли разполагат с вградени Ethernet адаптери. USB-към-Ethernet адаптери и безжични Ethernet адаптери също могат да бъдат конфигурирани да работят с много устройства.
Резюме
Ethernet е една от ключовите технологии в интернет. Въпреки възрастта си Ethernet продължава да захранва много от световните локални мрежи и непрекъснато се подобрява, за да отговори на бъдещите нужди от високопроизводителни мрежи.
