Ethernet har under flera decennier bevisat sig som en relativt billig, relativt snabb och mycket populär LAN-teknik. Denna handledning förklarar Ethernets grundläggande funktionalitet och hur den kan användas på hem- och företagsnätverk.
Historien om Ethernet
Ingenjörer Bob Metcalfe och D.R. Boggs utvecklade Ethernet som började 1972. Industriella standarder baserade på deras arbete grundades 1980 under IEEE 802.3-uppsättningen specifikationer. Ethernet-specifikationer definierar dataöverföringsprotokoll på låg nivå och tekniska detaljer måste tillverkas av Ethernet-produkter som kort och kablar.
Ethernet-tekniken har utvecklats och mognat under en lång tidsperiod. Den genomsnittliga konsumenten kan i allmänhet förlita sig på Ethernet-produkter som är avsedda att fungera som utformade och att fungera med varandra.
Ethernet-teknik
Traditionell Ethernet stöder dataöverföringar med en hastighet av 10 megabit per sekund (Mbps). Eftersom nätverksutvecklingsbehovet ökade över tiden skapade branschen ytterligare Ethernet-specifikationer för Fast Ethernet och Gigabit Ethernet. Fast Ethernet utökar traditionell Ethernet-prestanda upp till 100 Mbps och Gigabit Ethernet upp till 1000 Mbps-hastigheter. Även om produkterna inte är tillgängliga för den genomsnittliga konsumenten finns det även 10 Gigabit Ethernet (10.000 Mbps) och används på vissa företagsnätverk och på Internet2.
Ethernetkablar på samma sätt är tillverkade enligt någon av flera standardspecifikationer. Den mest populära Ethernet-kabeln i nuvarande användning, kategori 5 eller CAT5-kabel, stöder både traditionell och snabb Ethernet. Kategorin 5e (CAT5e) och CAT6 stödjer Gigabit Ethernet.
För att ansluta Ethernet-kablar till en dator (eller andra nätverksenheter), sätter en person en kabel direkt i enhetens Ethernet-port. Vissa enheter utan Ethernet-stöd kan också stödja Ethernet-anslutningar via donglar som USB-till-Ethernet-adaptrar. Ethernet-kablar använder kontakter som liknar RJ-45-kontakten som används med traditionella telefoner.
För studenter: I OSI-modellen arbetar Ethernet-teknik på de fysiska och datalänklagren - Lager ett och två respektive. Ethernet stöder alla populära nätverk och protokoll på högre nivå, huvudsakligen TCP / IP.
Typer av Ethernet
10Base5, som ofta kallades Thicknet, var den första inkarnationen av Ethernet-teknik. Branschen använde Thicknet på 1980-talet tills 10Base2 Thinnet dök upp. I jämförelse med tjocklek erbjöd Thinnet fördelen av tunnare (5 millimeter vs 10 millimeter) och mer flexibel kabling, vilket gör det enklare att leda kontorsbyggnader för Ethernet.
Den vanligaste formen av traditionell Ethernet var dock 10Base-T. 10Base-T erbjuder bättre elektriska egenskaper än Tjockleken eller Thinnet, eftersom 10Base-T-kablar använder oskärmad, twisted pair (UTP) ledningar i stället för koaxial. 10Base-T visade sig också vara mer kostnadseffektiv än alternativ som fiberoptisk kabling.
Många andra mindre kända Ethernet-standarder existerar, inklusive 10Base-FL, 10Base-FB och 10Base-FP för fiberoptiska nätverk och 10Broad36 för bredbandsledning (kabel-tv). Alla ovanstående traditionella former, inklusive 10Base-T, har blivit föråldrade av Fast och Gigabit Ethernet.
Mer om snabb Ethernet
I mitten av 1990-talet mognades Fast Ethernet-tekniken och uppfyllde sina målsättningar för att a) öka prestandan hos traditionell Ethernet medan b) undviker behovet av att helt omdirigera befintliga Ethernet-nätverk. Fast Ethernet finns i två stora varianter:
- 100Base-T (med oskärmad twisted pair-kabel)
- 100Base-FX (med fiberoptisk kabel)
Den överlägset mest populära av dessa är 100Base-T, en standard som innehåller 100Base-TX (Kategori 5 UTP), 100Base-T2 (Kategori 3 eller bättre UTP) och 100Base-T4 (100Base-T2-kablar modifierad för att inkludera ytterligare två trådpar).
Mer om Gigabit Ethernet
Fast Ethernet har förbättrat traditionellt Ethernet från 10 Megabit till 100 Megabit-hastighet, men Gigabit Ethernet har samma förbättring av ordningsgraden över Fast Ethernet genom att erbjuda hastigheter på 1000 megabiter (1 Gigabit). Gigabit Ethernet gjordes först för att åka över optisk och kopparkabling, men 1000Base-T-standarden stödjer det också. 1000Base-T använder kategori 5-kablar som liknar 100 Mbps Ethernet, även om uppnådd gigabithastighet kräver användning av ytterligare trådpar.
Ethernet Topologies och protokoll
Traditionellt Ethernet använder en bus topologi, vilket betyder att alla enheter eller värdar på nätverket använder samma delade kommunikationslinje. Varje enhet har en Ethernet-adress, även känd som MAC-adress. Sändningsenheter använder Ethernet-adresser för att ange den avsedda mottagaren av meddelanden.
Data som skickas via Ethernet existerar i bildformat. En Ethernet-ram innehåller en rubrik, en datasektion och en sidfot med en kombinerad längd av högst 1518 byte. Ethernethuvudet innehåller adresserna till både den avsedda mottagaren och avsändaren.
Data som skickas via Ethernet skickas automatiskt till alla enheter i nätverket. Genom att jämföra deras Ethernet-adress mot adressen i ramhuvudet testar varje Ethernet-enhet varje ram för att avgöra om den var avsedd för dem och läser eller kasserar ramen, beroende på vad som är lämpligt. Nätverksadaptrar innefattar denna funktion i sin hårdvara.
Enheter som vill sända på Ethernet först utföra en preliminär kontroll för att avgöra om mediet är tillgängligt eller om en överföring pågår. Om Ethernet är tillgängligt sänder sändningsenheten på ledningen.Det är dock möjligt att två enheter kommer att utföra detta test vid ungefär samma tid och båda sänder samtidigt.
Genom utformning, som prestationsavvägning, hindrar Ethernet-standarden inte flera samtidiga överföringar. Dessa så kallade kollisioner, när de uppstår, orsakar att båda sändningarna misslyckas och kräver att båda sändningsenheter sänds igen. Ethernet använder en algoritm baserad på slumpmässiga fördröjningstider för att bestämma rätt väntetid mellan återöverföringar. Nätverkskortet implementerar även denna algoritm.
I traditionellt Ethernet är detta protokoll för sändning, lyssning och detektering av kollisioner känd som CSMA / CD (Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection). Vissa nyare former av Ethernet använder inte CSMA / CD. I stället använder de det så kallade full duplex Ethernet-protokollet, vilket stöder punkt-till-punkt samtidigt som skickas och mottas utan att behöva lyssna.
Mer om Ethernet-enheter
Som tidigare nämnts är Ethernet-kablarna begränsade inom räckhåll, och de avstånden (så korta som 100 meter) är otillräckliga för att täcka medelstora och stora nätverksinstallationer. En repeater i Ethernet-nätverk är en enhet som gör att flera kablar kan anslutas och större sträckor ska spännas. En broenhet kan ansluta sig till en Ethernet till ett annat nätverk av en annan typ, till exempel ett trådlöst nätverk. En populär typ av repeater-enhet är ett Ethernet-hub. Andra enheter som ibland förvirras med nav är switchar och routrar.
Ethernet-nätverksadaptrar finns också i flera former. Nyare persondatorer och spelkonsoler har en inbyggd Ethernet-adapter. USB-till-Ethernet-adaptrar och trådlösa Ethernet-adaptrar kan också konfigureras för att fungera med många nyare enheter.
Sammanfattning
Ethernet är en av internetens nyckeltekniker. Trots sin avancerade ålder fortsätter Ethernet att driva många av världens lokala nät och förbättras ständigt för att möta framtida behov av högpresterande nätverk.
