Hvad er Ethernet?

Computere og routere er påkrævet til ethvert computernetværk. De genererer og udbreder henholdsvis netværkstrafik. Men intet af det er muligt uden en form for kommunikationsmedie. Wi-Fi er den dominerende standard i det trådløse rum, i det mindste for hjemme- og virksomhedsnetværk.

Trådløst netværk kan være meget praktisk at bruge med enheder, der skal kunne bevæge sig, mens de er tilsluttet. Dette er dog ikke tilfældet for alle enheder. Stationære computere flyttes sjældent, og selv da bliver de ikke brugt, mens de flyttes. Mens de kan forbindes via Wi-Fi, er der en bedre mulighed.

Trådløst netværk skal håndtere signalforringelse på grund af forhindringer såsom vægge. Det fungerer også som et enkelt broadcast-domæne, hvilket betyder, at alle enheder modtager al netværkstrafik og vælger at ignorere den trafik, der ikke er rettet mod dem. Et kablet netværk behøver ikke nødvendigvis at håndtere disse problemer. Den eneste ulempe er, at tilsluttede enheder skal være fysisk forbundet med netværket. Dette er fint for stationære computere og generelt acceptabelt for bærbare computere, men det er en dræber for mobiltelefoner.

Den dominerende standard for kablede netværk kaldes Ethernet. Det bruges i hjemmenetværk, virksomhedsnetværk, supercomputersystemer og bilenheder. Ethernet-standarder er i øjeblikket tilgængelige for netværkshastigheder på op til 40 Gb/s.

Bemærk: Netværkshastigheder er typisk angivet i enheder af megabit pr. sekund eller gigabit pr. sekund. Dette er forskelligt fra megabyte og gigabyte. Bytes er lavet af 8 bits, så det tager 8 sekunder for en megabitforbindelse at overføre en megabyte. Enheder, der bruger bytes, er altid angivet med stort "B". Bits, den mindre enhed, bruger et lille "b".

Oprindelse

Ethernet blev først udviklet i midten af ​​1970'erne hos Xerox PARC. Det originale design havde en båndbredde på 2,94 Mb/s. Dette blev derefter opgraderet til 10Mb/s, den hastighed, hvormed Ethernet først blev kommercialiseret i 1980. IEEE standardiserede det også som 802.3 i 1983. Den tidlige 10BASE5-standard brugte "tykt" koaksialkabel, hvilket var relativt dyrt. 10BASE2 blev standardiseret i 1985 ved hjælp af tyndere, billigere koaksialkabler for at reducere implementeringsomkostningerne. Denne omkostningsreduktion var betydelig, da de fleste bygninger kun havde det parsnoede kabler, der blev brugt til telefoni og var nødvendigt for at køre koaksialkabler fra bunden.

Tip: XBASE-X-notationen er noget klodset, men har en vis logik. Det første tal angiver klassen af ​​netværkshastighed. For eksempel har 10BASE5 en netværkshastighed på 10Mb/s klasse. Det andet X er lidt mere løst brugt, men angiver generelt kabeltypen. 10BASE2-kablet er smallere end 10BASE5-kablet. 100BASET bruger et parsnoet kabel i stedet for koaksialt.

I 1987 tilbød 1BASE5-standarden den første version af Ethernet til at bruge parsnoede kabler. Selvom det var en kommerciel fiasko, satte denne standard grundlaget for fremtidige udviklinger. I 1990 blev 10BASE-T standardiseret. Det var trendy takket være dets hastighed og støtte til eksisterende kabelinfrastruktur.

Skift til Twisted Pair

Mens en af ​​hovedårsagerne til skiftet fra koaksialkabel til parsnoet kabel var, at parsnoede kabler allerede var bredt implementeret, var det ikke den eneste grund til dets succes. Koaksialkabelstandarderne var i det væsentlige ét delt kabel. Alle andre enheders transmissioner fra enhver enhed blev set, selvom netværkskortene skulle droppe trafik, der ikke var beregnet til deres enhed.

Det betød, at alle værter delte båndbredden, og at ét problem kunne påvirke hele netværket. Signalkollisioner i netværket betød, at de kolliderende frames skulle gentransmitteres.

Parsnoet kabling tillod en switch til stjernetopologien, hvor hver enhed havde sit dedikerede link til routeren eller en switch. Kollisionsdomænet blev forkortet fra hele netværket til hvert link. Det gjorde det også muligt for to enheder at kommunikere ved maksimale netværkshastigheder, mens de ikke forbrugte al båndbredden til andre enheder.

Dette designvalg gjorde det muligt at øge hastighederne yderligere, for at mere omfattende netværk var muligt, og at længere kabellængder var mulige. Parsnoede kabler bruges stadig til elektriske ethernetkabler, selvom der også findes standarder for fiberoptiske forbindelser.

Andre standarder

Ethernet er et bredt sammensurium af standarder, der kræves for at få det hele til at fungere. Typerne af kabler er standardiserede, fysiske stik, signaleringsmetoder, kollisionshåndtering og adressering. For eksempel er kabler standardiseret i kategorier baseret på båndbredde for længden af ​​kablet. De nøjagtige detaljer, såsom afskærmning og materialer, er op til producenten. Det betyder, at mens standarderne kan angive et maksimalt kabeltræk på 100m, kan et kabel af høj kvalitet muligvis fungere over længere afstande.

Fysiske stik er godt standardiserede, hvor 8P8C-stikket er det næsten universelle ethernet-stik. Nogle varianter tilbydes, herunder en til brug i barske miljøer og en designet til fiberoptiske forbindelser. 8P8C-stikket har otte ben, hvoraf hastigheder ved og under 100BASETX kun bruger 4.

Dette gør det muligt at bruge de andre fire kabler til at levere strøm, i en standard kaldet Power over Ethernet eller PoE. Den største ulempe ved stikket er den spinkle låsetap, som er relativt nem at bryde og, når den er brudt, kan den efterlade kablet upålideligt løst.

Standardiserede signaleringsmetoder omfatter standardspændingsniveauer, antallet af snoede par i et kabel, bølgelængden af ​​den anvendte laser, brugen af ​​single- eller multi-mode fiber og brugen af ​​halv- eller fuld-dupleks. Ethernet bruger 48-bit MAC-adresser til at dirigere netværkstrafik. Denne metode er så godt standardiseret, at nogle andre teknologier bruger den og er indbyrdes kompatible, herunder Wi-Fi og Wi-Max.

Nuværende brug

De fleste hjemmenetværk, der bruger en kabelforbindelse, vil bruge et Cat5e-kabel, der er i stand til at transmittere op til 2,5 GBASE-T. De fleste hjemmenetværk vil dog sandsynligvis fungere på FastEthernet ( 100BASE-TX ) eller gigabit ethernet ( 1000BASE-T ), som Cat5e er mere end i stand til at håndtere.

Tip: Det er henholdsvis 2,5 Gb/s, 100 Mb/s og 1000 Mb/s.

40GBASE-T er den nuværende hurtigste Ethernet-standard med hastigheder på 40 Gb/s. Dette blev først standardiseret i 2016 og tilbyder datahastigheder, der kun kan bruges i virksomhedsdatacentermiljøer, så det er ikke så meget brugt endnu. Derudover kræver 40GBASE-T et Cat8-kabel for at give tilstrækkelig båndbredde.

Konklusion

Ethernet er en samling af standarder, der for det meste kan genkendes direkte af Ethernet-kablet. Ethernet-kabler kommer i klasser, hvor Cat5e er den primære standard for slutbrugere, da den understøtter båndbredder på op til 2,5 Gb/s. Standarderne definerer ikke kun, hvordan man fysisk forbinder enheder over et netværk, men også hvordan man overfører data. Ethernet er den dominerende kablede netværksstandard.