Kas ir Ethernet?

Datori un maršrutētāji ir nepieciešami jebkuram datortīklam. Tie attiecīgi ģenerē un izplata tīkla trafiku. Tomēr nekas no tā nav iespējams bez kāda veida saziņas līdzekļa. Wi-Fi ir dominējošais standarts bezvadu telpā, vismaz mājas un uzņēmuma tīklu veidošanai.

Bezvadu tīkls var būt ļoti ērts lietošanai ar ierīcēm, kurām jāspēj pārvietoties savienojuma laikā. Tomēr tas neattiecas uz visām ierīcēm. Galddatori tiek reti pārvietoti, un pat tad tos pārvietošanas laikā neizmanto. Lai gan tos var savienot tīklā, izmantojot Wi-Fi, ir labāka iespēja.

Bezvadu tīklam ir jātiek galā ar signāla pasliktināšanos šķēršļu, piemēram, sienu, dēļ. Tas darbojas arī kā viens apraides domēns, kas nozīmē, ka visas ierīces saņem visu tīkla trafiku un izvēlas ignorēt trafiku, kas nav vērsta uz tām. Vadu tīklam šīs problēmas nav obligāti jārisina. Vienīgais mīnuss ir tas, ka pievienotajām ierīcēm jābūt fiziski pieslēgtām tīklā. Tas ir lieliski piemērots galddatoriem un parasti ir pieņemams klēpjdatoriem, taču tas ir slepkava mobilajiem tālruņiem.

Vadu tīklu dominējošo standartu sauc par Ethernet. To izmanto mājas tīklos, uzņēmumu tīklos, superdatoru sistēmās un automobiļu ierīcēs. Ethernet standarti pašlaik ir pieejami tīkla ātrumam līdz 40 Gb/s.

Piezīme. Tīkla ātrums parasti ir norādīts megabitos sekundē vai gigabitos sekundē. Tas atšķiras no megabaitiem un gigabaitiem. Baiti tiek veidoti no 8 bitiem, tāpēc megabaita savienojumam nepieciešamas 8 sekundes, lai pārsūtītu megabaitu. Vienības, kurās izmanto baitus, vienmēr tiek apzīmētas ar lielo burtu “B”. Biti, mazākā vienība, lieto mazo burtu “b”.

Izcelsme

Ethernet pirmo reizi tika izstrādāts 1970. gadu vidū uzņēmumā Xerox PARC. Sākotnējā dizaina joslas platums bija 2,94 Mb/s. Pēc tam tas tika jaunināts līdz 10 Mb/s — ātrumu, ar kādu Ethernet pirmo reizi tika komercializēts 1980. gadā. IEEE to arī standartizēja kā 802.3 1983. gadā. Agrīnā 10BASE5 standartā tika izmantots “biezs” koaksiālais kabelis, kas bija salīdzinoši dārgs. 10BASE2 tika standartizēts 1985. gadā, izmantojot plānākus, lētākus koaksiālos kabeļus, lai samazinātu ieviešanas izmaksas. Šis izmaksu samazinājums bija ievērojams, jo lielākajā daļā ēku bija tikai vītā pāra kabeļi, ko izmantoja telefonijai un kas bija nepieciešami, lai koaksiālos kabeļus palaistu no nulles.

Padoms: XBASE-X apzīmējums ir nedaudz neveikls, taču tajā ir zināma loģika. Pirmais cipars norāda tīkla ātruma klasi. Piemēram, 10BASE5 ir 10 Mb/s klases tīkla ātrums. Otrais X tiek izmantots nedaudz brīvāk, bet parasti norāda kabeļa veidu. 10BASE2 kabelis ir šaurāks nekā 10BASE5 kabelis. 100BASET izmanto vītā pāra kabeli, nevis koaksiālo.

1987. gadā standarts 1BASE5 piedāvāja pirmo Ethernet versiju, kas izmanto vītā pāra kabeļus. Lai gan šis standarts ir komerciāla neveiksme, tas ir pamats turpmākai attīstībai. 1990. gadā 10BASE-T tika standartizēts. Tas bija moderns, pateicoties tā ātrumam un atbalstam esošajai kabeļu infrastruktūrai.

Pārslēdzieties uz vītā pāra režīmu

Lai gan viens no galvenajiem iemesliem pārejai no koaksiālā kabeļa uz vītā pāra bija tas, ka vītā pāra kabeļi jau bija plaši ieviesti, tas nebija vienīgais iemesls tās panākumiem. Koaksiālā kabeļa standarti būtībā bija viens kopīgs kabelis. Tika redzēta visu citu ierīču pārraide no jebkuras ierīces, lai gan tīkla kartēm vajadzēja samazināt trafiku, kas nav paredzēta to ierīcei.

Tas nozīmēja, ka visiem saimniekiem bija kopīga joslas platums un ka viena problēma var ietekmēt visu tīklu. Signālu sadursmes tīklā nozīmēja, ka sadursmes kadri bija jāpārraida.

Vītā pāra kabeļi ļāva pārslēgties uz zvaigžņu topoloģiju, kur katrai ierīcei bija sava saite ar maršrutētāju vai slēdzi. Sadursmes domēns tika saīsināts no visa tīkla uz katru saiti. Tas arī ļāva divām ierīcēm sazināties ar maksimālo tīkla ātrumu, vienlaikus nepatērējot visu joslas platumu citām ierīcēm.

Šī dizaina izvēle ļāva vēl vairāk palielināt ātrumu, lai būtu iespējami plašāki tīkli un būtu iespējams garāks kabeļu garums. Vītā pāra kabeļus joprojām izmanto elektriskajiem Ethernet kabeļiem, lai gan pastāv standarti arī optisko šķiedru savienojumiem.

Citi standarti

Ethernet ir plašs standartu kopums, kas nepieciešams, lai viss darbotos. Kabeļu veidi ir standartizēti, fiziski savienotāji, signalizācijas metodes, sadursmju apstrāde un adresēšana. Piemēram, kabeļi ir standartizēti kategorijās, pamatojoties uz joslas platumu kabeļa garumā. Precīza specifika, piemēram, ekranējums un materiāli, ir ražotāja ziņā. Tas nozīmē, ka, lai gan standartos var norādīt maksimālo kabeļa garumu 100 m, augstas kvalitātes kabelis var darboties lielākos attālumos.

Fiziskie savienotāji ir labi standartizēti, un 8P8C savienotājs ir gandrīz universāls Ethernet savienotājs. Tiek piedāvāti daži varianti, tostarp viens izmantošanai skarbos apstākļos un viens, kas paredzēts optisko šķiedru savienojumiem. 8P8C savienotājam ir astoņas tapas, no kurām ātrumiem 100BASETX un mazāk tiek izmantoti tikai 4 kontakti.

Tas ļauj pēc izvēles izmantot pārējos četrus kabeļus, lai nodrošinātu barošanu, izmantojot standartu Power over Ethernet vai PoE. Galvenais savienotāja mīnuss ir vājā bloķēšanas cilne, kuru ir salīdzinoši viegli salauzt, un, ja tas tiek salauzts, tas var atstāt kabeli neuzticami vaļīgu.

Standartizētās signalizācijas metodes ietver standarta sprieguma līmeņus, vītā pāru skaitu kabelī, izmantotā lāzera viļņa garumu, viena vai daudzmodu šķiedras izmantošanu un pusdupleksa vai pilna dupleksa izmantošanu. Ethernet izmanto 48 bitu MAC adreses, lai maršrutētu tīkla trafiku. Šī metode ir tik labi standartizēta, ka to izmanto dažas citas tehnoloģijas un ir savstarpēji saderīgas, tostarp Wi-Fi un Wi-Max.

Pašreizējais lietojums

Lielākā daļa mājas tīklu, kas izmanto kabeļu savienojumu, izmantos Cat5e kabeli, kas spēj pārraidīt līdz 2,5 GBASE-T. Tomēr lielākā daļa mājas tīklu, visticamāk, darbosies, izmantojot FastEthernet ( 100BASE-TX ) vai gigabitu Ethernet ( 1000BASE-T ), ko Cat5e ir vairāk nekā spējīgs apstrādāt.

Padoms. Tas ir attiecīgi 2,5 Gb/s, 100 Mb/s un 1000 Mb/s.

40GBASE-T ir pašreizējais ātrākais Ethernet standarts ar ātrumu 40Gb/s. Tas tika standartizēts tikai 2016. gadā un piedāvā datu ātrumu, kas patiešām ir izmantojams tikai uzņēmuma datu centru vidēs, tāpēc tas vēl nav tik plaši izmantots. Turklāt 40GBASE-T ir nepieciešams Cat8 kabelis, lai nodrošinātu pietiekamu joslas platumu.

Secinājums

Ethernet ir standartu kolekcija, ko lielākoties tieši atpazīst Ethernet kabelis. Ethernet kabeļi ir pieejami klasēs, un Cat5e ir galvenais standarts gala lietotājiem, jo ​​tas atbalsta joslas platumu līdz 2,5 Gb/s. Standarti ne tikai nosaka, kā fiziski savienot ierīces tīklā, bet arī to, kā pārsūtīt datus. Ethernet ir dominējošais vadu tīkla standarts.