Mi az az Ethernet?

Minden számítógépes hálózathoz számítógépekre és útválasztókra van szükség. Hálózati forgalmat generálnak és terjesztenek. Ez azonban nem lehetséges valamilyen kommunikációs médium nélkül. A Wi-Fi a domináns szabvány a vezeték nélküli térben, legalábbis az otthoni és vállalati hálózatokhoz.

A vezeték nélküli hálózat nagyon kényelmes lehet olyan eszközökkel való használathoz, amelyeknek képesnek kell lenniük a csatlakozás közben mozogni. Ez azonban nem minden eszközre vonatkozik. Az asztali számítógépeket ritkán mozgatják, és még ilyenkor sem használják őket költözés közben. Bár Wi-Fi-n keresztül hálózatba köthetők, van jobb lehetőség.

A vezeték nélküli hálózatnak meg kell küzdenie az akadályok, például a falak miatti jelromlással. Egyetlen szórási tartományként is működik, ami azt jelenti, hogy minden eszköz fogadja az összes hálózati forgalmat, és úgy dönt, hogy figyelmen kívül hagyja a nem rájuk irányuló forgalmat. A vezetékes hálózatnak nem feltétlenül kell megbirkóznia ezekkel a problémákkal. Az egyetlen hátránya, hogy a csatlakoztatott eszközöket fizikailag be kell kötni a hálózatba. Ez rendben van az asztali számítógépeknél és általában elfogadható a laptopoknál, de gyilkos a mobiltelefonoknál.

A vezetékes hálózatok domináns szabványát Ethernetnek hívják. Otthoni hálózatokban, vállalati hálózatokban, szuperszámítógépes rendszerekben és autóipari eszközökben használják. Az Ethernet szabványok jelenleg akár 40 Gb/s hálózati sebességre is elérhetők.

Megjegyzés: A hálózati sebességeket általában megabit/másodperc vagy gigabit/s egységben adják meg. Ez különbözik a megabájtoktól és a gigabájtoktól. A bájtok 8 bitből állnak, így egy megabites kapcsolat 8 másodpercet vesz igénybe egy megabájt átviteléhez. A bájtokat használó egységeket mindig nagy „B” betűvel jelöljük. A bitek, a kisebb egység, kis „b” betűt használnak.

Eredet

Az Ethernetet először az 1970-es évek közepén fejlesztették ki a Xerox PARC-nál. Az eredeti terv sávszélessége 2,94 Mb/s volt. Ezt aztán 10 Mb/s-ra frissítették, amely sebességgel az Ethernetet először 1980-ban kereskedelmi forgalomba hozták. Az IEEE 1983-ban 802.3-ra is szabványosította. A korai 10BASE5 szabvány „vastag” koaxiális kábelt használt, ami viszonylag drága volt. A 10BASE2-t 1985-ben szabványosították vékonyabb, olcsóbb koaxiális kábelezéssel a megvalósítási költségek csökkentése érdekében. Ez a költségcsökkentés jelentős volt, mivel a legtöbb épületben csak a telefonáláshoz használt csavart érpárú kábelek voltak, és a koaxiális kábelek a semmiből való működtetéséhez szükségesek.

Tipp: Az XBASE-X jelölés kissé ügyetlen, de van némi logikája. Az első szám a hálózati sebesség osztályát jelzi. Például a 10BASE5 hálózati sebessége 10 Mb/s. A második X valamivel lazábban használatos, de általában a kábel típusát jelzi. A 10BASE2 kábel keskenyebb, mint a 10BASE5 kábel. A 100BASET koaxiális helyett sodrott érpárt használ.

1987-ben az 1BASE5 szabvány kínálta az Ethernet első olyan verzióját, amely csavart érpárú kábelezést használt. Bár kereskedelmi kudarc, ez a szabvány megalapozta a jövőbeli fejlesztéseket. 1990-ben szabványosították a 10BASE-T-t. Gyorsaságának és a meglévő kábeles infrastruktúra támogatásának köszönhetően divatos volt.

Váltson csavart érpárra

Míg a koaxiális kábelről a csavart érpárra való váltás egyik fő oka az volt, hogy a sodrott érpárú kábelezést már széles körben alkalmazták, nem ez volt az egyetlen oka a sikernek. A koaxiális kábelek szabványai lényegében egy megosztott kábelt jelentettek. Az összes többi eszköz bármely eszközről érkező átvitelét látták, bár a hálózati kártyáknak nem az ő készüléküknek szánt forgalmat kellett volna csökkenteniük.

Ez azt jelentette, hogy minden gazdagép megosztotta a sávszélességet, és egy probléma az egész hálózatot érintheti. A jelütközések a hálózatban azt jelentették, hogy az ütköző kereteket újra kellett küldeni.

A csavart érpárú kábelezés lehetővé tette a csillag topológiára való váltást, ahol minden eszköznek megvolt a dedikált kapcsolata az útválasztóval vagy egy kapcsolóval. Az ütközési tartományt lerövidítették a teljes hálózatról az egyes linkekre. Azt is lehetővé tette, hogy két eszköz csúcssebességgel kommunikáljon, miközben a többi eszköz nem használja fel a teljes sávszélességet.

Ez a tervezési választás lehetővé tette a sebesség további növelését, hogy lehetővé váljon a kiterjedtebb hálózatok és a hosszabb kábelhossz. Sodrott érpárú kábelezést továbbra is használnak az elektromos Ethernet-kábelekhez, bár léteznek szabványok a száloptikai csatlakozásokra is.

Egyéb szabványok

Az Ethernet olyan szabványok széles halmaza, amelyek szükségesek ahhoz, hogy az egész működjön. A kábelek típusai szabványosak, fizikai csatlakozók, jelzési módszerek, ütközéskezelés és címzés. Például a kábelek kategóriákba vannak szabványosítva a kábel hosszának megfelelő sávszélesség alapján. A pontos részleteket, például az árnyékolást és az anyagokat a gyártóra bízzuk. Ez azt jelenti, hogy míg a szabványok maximum 100 méteres kábelhosszat írhatnak elő, a jó minőségű kábelek hosszabb távolságokon is működhetnek.

A fizikai csatlakozók jól szabványosítottak, a 8P8C csatlakozó a szinte univerzális Ethernet-csatlakozó. Néhány változatot kínálnak, köztük egyet a zord környezetben való használatra, és egyet, amelyet száloptikai csatlakozásokhoz terveztek. A 8P8C csatlakozó nyolc érintkezővel rendelkezik, amelyek közül a 100BASETX és az alatti sebességek csak 4-et használnak.

Ez lehetővé teszi, hogy a másik négy kábelt opcionálisan áramellátásra használhassák, a Power over Ethernet vagy PoE szabvány szerint. A csatlakozó fő hátránya a vékony reteszelő fül, amely viszonylag könnyen törhető, és ha eltörik, a kábel megbízhatatlanul kilazulhat.

A szabványos jelzési módszerek magukban foglalják a szabványos feszültségszinteket, a sodrott érpárok számát a kábelben, a használt lézer hullámhosszát, az egy- vagy többmódusú szálak használatát, valamint a fél- vagy teljes duplex használatát. Az Ethernet 48 bites MAC-címeket használ a hálózati forgalom irányítására. Ez a módszer olyan jól szabványosított, hogy néhány más technológia is használja, és kölcsönösen kompatibilis, beleértve a Wi-Fi-t és a Wi-Max-ot.

Jelenlegi használat

A legtöbb vezetékes kapcsolatot használó otthoni hálózat Cat5e kábelt használ, amely akár 2,5 GBASE-T átvitelére is képes. A legtöbb otthoni hálózat azonban valószínűleg FastEthernet-en ( 100BASE-TX ) vagy gigabites etherneten ( 1000BASE-T ) fog működni, amelyeket a Cat5e több mint képes kezelni.

Tipp: Ez 2,5 Gb/s, 100 Mb/s és 1000 Mb/s.

A 40GBASE-T a jelenlegi leggyorsabb ethernet szabvány 40 Gb/s sebességgel. Ezt csak 2016-ban szabványosították, és csak a vállalati adatközponti környezetekben igazán használható adatsebességet kínál, tehát még nem olyan széles körben használják. Ezenkívül a 40GBASE-T Cat8 kábelt igényel a megfelelő sávszélesség biztosításához.

Következtetés

Az Ethernet olyan szabványok gyűjteménye, amelyek többnyire közvetlenül felismerhetők az Ethernet-kábelről. Az Ethernet kábelek osztályokba sorolhatók, a Cat5e az elsődleges szabvány a végfelhasználók számára, mivel akár 2,5 Gb/s sávszélességet is támogat. A szabványok nemcsak az eszközök hálózaton keresztüli fizikai csatlakoztatásának módját határozzák meg, hanem azt is, hogyan kell adatokat továbbítani. Az Ethernet a domináns vezetékes hálózati szabvány.