Po celá desetiletí se Ethernet osvědčil jako relativně levná, přiměřeně rychlá a velmi oblíbená technologie LAN (místní síť).
Historie Ethernetu
Inženýři Bob Metcalfe a DR Boggs vyvinuli Ethernet od roku 1972. Průmyslové standardy založené na jejich práci byly stanoveny v roce 1980 na základě souboru specifikací IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.3. Specifikace Ethernetu definují nízkoúrovňové protokoly přenosu dat a technické podrobnosti, které musí výrobci vědět, aby mohli vytvářet ethernetové produkty, jako jsou karty a kabely. Od té doby se technologie Ethernet vyvinula a dospěla. V dnešní době se spotřebitel může spolehnout na běžné ethernetové produkty, které fungují tak, jak jsou navrženy, a spolupracují navzájem.
Technologie Ethernet
Tradiční Ethernet podporuje datové přenosy rychlostí 10 megabitů za sekundu (Mbps). Vzhledem k tomu, že výkonnostní potřeby sítí se časem zvyšovaly, vytvořil průmysl další specifikace Ethernetu pro Fast Ethernet a Gigabit Ethernet. Fast Ethernet rozšiřuje tradiční ethernetový výkon až na 100 Mbps a Gigabit Ethernet až na 1 000 Mbps. I když nejsou k dispozici průměrnému spotřebiteli, 10 Gigabit Ethernet (10 000 Mb / s) nyní napájí sítě některých podniků, datových center a entit Internetu2. Obecně však náklady omezují jeho široké přijetí. Kabely Ethernet se rovněž vyrábějí podle některé z několika standardních specifikací. Nejoblíbenější používaný ethernetový kabel, kategorie 5 (kabel CAT5), podporuje tradiční i Fast Ethernet. Kabely kategorie 5e (CAT5e) a CAT6 podporují gigabitový Ethernet. Chcete-li připojit ethernetový kabel k počítači (nebo k jiným síťovým zařízením), zapojte kabel do ethernetového portu zařízení. Některá zařízení bez podpory Ethernetu mohou podporovat připojení Ethernet pomocí hardwarových klíčů, jako jsou adaptéry USB-Ethernet. Kabely Ethernet používají konektory, které vypadají jako konektor RJ-45 používaný u tradičních telefonů.
Druhy Ethernetu
10Base5, často označovaný jako Thicknet, byl první inkarnací ethernetové technologie. Průmysl používal Thicknet v 80. letech, dokud se neobjevil 10Base2 Thinnet. Ve srovnání s Thicknet nabízí Thinnet výhodu tenčího (5 milimetrů oproti 10 milimetrů) a flexibilnější kabeláže, což usnadňuje propojení kancelářských budov pro Ethernet. Nejběžnější formou tradičního Ethernetu je však 10Base-T. Nabízí lepší elektrické vlastnosti než Thicknet nebo Thinnet, protože kabely 10Base-T používají spíše nestíněnou kroucenou dvojlinku (UTP) než koaxiální kabel. 10Base-T je také nákladově efektivnější než alternativy, jako je kabeláž z optických vláken. Existují i další méně známé ethernetové standardy, včetně 10Base-FL, 10Base-FB a 10Base-FP pro sítě s optickými vlákny a 10Broad36 pro širokopásmovou kabeláž (kabelovou televizi). Díky rychlému a gigabitovému ethernetu byly všechny výše uvedené tradiční formy, včetně 10Base-T, zastaralé.
Více o Fast Ethernet
V polovině 90. let technologie Fast Ethernet dospěla a splnila své designové cíle zvýšit výkon tradičního Ethernetu a vyhnout se nutnosti kompletního přepojování stávajících ethernetových sítí. Fast Ethernet se dodává ve dvou hlavních variantách:
- 100Base-T (pomocí nestíněného kabelu kroucené dvoulinky)
- 100Base-FX (pomocí optického kabelu)
Nejpopulárnější je 100Base-T, což je standard, který zahrnuje 100Base-TX (kategorie 5 UTP), 100Base-T2 (kategorie 3 nebo lepší UTP) a 100Base-T4 (kabeláž 100Base-T2 upravená tak, aby zahrnovala další dva páry vodičů).
Více o gigabitovém ethernetu
Zatímco Fast Ethernet vylepšil tradiční Ethernet z rychlosti 10 Megabitů na 100 Megabitů, Gigabit Ethernet se oproti Fast Ethernetu zlepšuje tím, že nabízí rychlosti 1 000 Megabitů (1 Gigabit). Gigabitový Ethernet byl poprvé vyroben k cestování přes optickou a měděnou kabeláž, ale standard 1000Base-T to také podporuje. 1000Base-T používá kabeláž kategorie 5 podobnou 100 Mbps Ethernet, ačkoli dosažení gigabitové rychlosti vyžaduje použití dalších párů vodičů.
Topologie a protokoly Ethernetu
Tradiční Ethernet používá topologii sběrnice, což znamená, že všechna zařízení nebo hostitelé v síti používají stejnou sdílenou komunikační linku. Každé zařízení má ethernetovou adresu, známou také jako MAC adresa. Odesílající zařízení používají adresy Ethernet k určení zamýšlených příjemců zpráv. Data odesílaná přes Ethernet existují ve formě rámců. Rámec Ethernet obsahuje záhlaví, datovou část a zápatí s kombinovanou délkou ne více než 1 518 bajtů. Záhlaví sítě Ethernet obsahuje adresy zamýšleného příjemce i odesílatele. Data odesílaná přes Ethernet se automaticky vysílají do všech zařízení v síti. Porovnáním ethernetové adresy s adresou v záhlaví rámce každé ethernetové zařízení testuje každý rámec, aby zjistil, zda je pro něj určen, a podle potřeby načte nebo zahodí rámec. Síťové adaptéry začleňují tuto funkci do svého hardwaru. Zařízení, která chtějí vysílat v síti Ethernet, nejprve provedou předběžnou kontrolu, aby zjistili, zda je médium k dispozici nebo zda probíhá přenos. Pokud je k dispozici ethernet, vysílá vysílající zařízení na drát. Je však možné, že dvě zařízení provedou tento test přibližně ve stejnou dobu a obě vysílají současně. Podle návrhu, jako kompromis výkonu, ethernetový standard nezabrání více současným přenosům. Tyto takzvané kolize, když k nim dojde, způsobí selhání obou přenosů a vyžadují opakovaný přenos obou odesílajících zařízení. Ethernet používá k určení správné čekací doby mezi opakovanými přenosy algoritmus založený na náhodných dobách zpoždění. Síťový adaptér také implementuje tento algoritmus. V tradičním Ethernetu je tento protokol pro vysílání, poslech a detekci kolizí známý jako CSMA / CD (carrier sense multiple access / Collision Detection). Některé novější formy Ethernetu nepoužívají CSMA / CD. Místo toho používají plně duplexní ethernetový protokol, který podporuje současné odesílání a přijímání z bodu do bodu bez nutnosti poslechu.
Více o ethernetových zařízeních
Ethernetové kabely mají omezený dosah a tyto vzdálenosti (pouhých 100 metrů) jsou nedostatečné k pokrytí středních a velkých síťových instalací. Opakovač v sítích Ethernet umožňuje připojení více kabelů a překonání větších vzdáleností. Mostové zařízení se může připojit k síti Ethernet k jiné síti jiného typu, například k bezdrátové síti. Jedním z populárních typů opakovačů je ethernetový rozbočovač. Další zařízení někdy zaměňovaná s rozbočovači jsou přepínače a směrovače. Síťové adaptéry Ethernet také existují v několika formách. Počítače a herní konzoly obsahují vestavěné adaptéry Ethernet. Adaptéry USB-to-Ethernet a bezdrátové ethernetové adaptéry lze také nakonfigurovat tak, aby fungovaly s mnoha zařízeními.
souhrn
Ethernet je jednou z klíčových technologií internetu. Přes svůj věk Ethernet nadále napájí mnoho místních lokálních sítí na světě a neustále se zdokonaluje, aby vyhověl budoucím potřebám vysoce výkonných sítí.