Huvitav

Mis on Ethernet IEEE 802.3

Mis on Ethernet IEEE 802.3

Ethernet, IEEE 802.3, on üks arvutivõrkude ja üldise andmeside standardeid. Seda kasutatakse laialdaselt kõigis andmesidevõrkude vormides, alates ühenduse loomisest koduse WiFi-jaoturiga kuni äriandmete võrkude ja telekommunikatsioonivõrkudeni.

Etherneti standardit on kasutatud juba mitu aastat, seda uuendatakse pidevalt, et see vastaks kasvava tehnoloogia nõuetele. Andmeside kiirus on pidevalt tõusnud ja Ethernet, IEEE 802.3 on vastavalt oma kiirust suurendanud.

Ehkki paljudele on Ethernet tuttav, sest kodus kasutatakse arvutite ja lairiba jaoturite vaheliste juhtmetega ühenduste jaoks Ethernet-ühendusi laialdaselt, kuid need pakuvad olulist ühendust ka suurettevõtetes kasutatavate andmesidevõrkude jaoks.

Ethernet on ilmselt kõige laiemalt tuntud tänu lühikestele Ethernet-plaasterkaablitele koos nende RJ45-pistikutega, mida kasutatakse enamiku lauaarvutite ühendamiseks andmevõrgu ruuteritega. Need muudavad Etherneti ühenduste loomise väga lihtsaks, suurendades seeläbi Etherneti tehnoloogia kasutusmugavust ja populaarsust.

Seetõttu moodustab Ethernet tänapäeval enamiku kohtvõrkude ühenduvuse põhitehnoloogia. Selle versioonid on välja mõeldud ka suurematele ettevõtetele. Carrier Ethernet on üks näide sellest, kuidas tehnoloogia on võrguoperaatorite või operaatorite jaoks kohandatud.

Etherneti ajalugu

Etherneti standardi arendas Xerox Corporation esmakordselt eksperimentaalse koaksiaalkaablipõhise süsteemina 1970. aastatel. CSMA / CD protokolli Carrier Sense Multiple Access / Collision Detect (CSMA / CD) kasutamine mitmel kasutajal lubamiseks oli mõeldud kasutamiseks kohtvõrkudes, mis võivad juhusliku intensiivse kasutamise korral tõenäoliselt esineda juhuslikult.

Esialgse Etherneti projekti edu viis ühise 10 Mbps standardi väljatöötamiseni 1980. aastal. Seekord olid kaasatud kolm ettevõtet: Digital Equipment Corporation, Intel ja Xerox.

Sellest arendusest tulenev Etherneti versiooni 1 spetsifikatsioon oli aluseks esimesele IEEE 802.3 standardile, mis kinnitati 1983. aastal ja avaldati lõpuks ametliku standardina 1985. aastal.

Alates esimeste Etherneti standardite kirjutamisest ja heakskiitmisest on sisse viidud palju värskendusi, et hoida Etherneti standard vastavusse uusimate saadaolevate tehnoloogiatega.

Etherneti võrguelemendid

Võimalik, et Ethernet IEEE 802.3 LAN koosneb kahest põhielemendist:

  • Ühenduskandjad: Meedium, mille kaudu signaalid levivad, on Etherneti võrgusüsteemis väga oluline. See reguleerib enamikku omadustest, mis määravad andmete edastamise kiiruse. Kasutada saab mitmeid valikuid:
    • Koaksiaalkaabel: See oli üks esimesi ühenduva meedia tüüpe, mida Etherneti jaoks kasutati. Tavaliselt oli iseloomulik impedants umbes 110 oomi ja seetõttu ei olnud raadiosagedusrakenduste jaoks tavaliselt kasutatavad kaablid kasutatavad. Seda tüüpi kaableid ei kasutata tänapäeval Etherneti jaoks laialdaselt, kuna see on kallis ja seda on keeruline paigaldada.
    • Keeratud paarikaablid Kasutada võib keerdpaari tüüpe: varjestamata keerdpaari (UTP) või varjestatud keerdpaari (STP). Üldiselt on varjestatud tüübid paremad, kuna need piiravad rohkem hulkuvat vastuvõtmist ja seetõttu vähenevad andmevead. Saadaval on palju erinevaid kaablitüüpe, kuna standard liigub alati edasi.
    • Kiudoptiline kaabel: Kiudoptilist kaablit kasutatakse üha enam, kuna see tagab ülitugevuse vastuvõtmise ja kiirguse suhtes ning võimaldab edastada väga suurt andmeedastuskiirust.
  • Võrgusõlmed Võrgusõlmed on punktid, kuhu suhtlus toimub. Ehkki varasematel aastatel kasutati andmesidevahendeid nagu DTE, andmeside lõppseadmed ja DCE, on neid tänapäeval Etherneti sidet vaadates harva näha. Selle asemel on Etherneti andmesidevõrgus nähtavad seadmete tüübid kõige sagedamini nähtavad:
    • Arvutid: Tänapäeval on enamikul arvutitel Ethernet-ühenduse võimalus. Eeldatakse, et enamik lauaarvuteid töötab kohtvõrgus ja see põhineb peaaegu üldiselt Ethernetil. Täna ehitatakse Etherneti võimalus arvuti emaplaadile, selle asemel, et kasutada valikulist pistikplaati. Füüsiline ühendus toimub tavaliselt RJ45 stiilis Etherneti pistiku abil.

      Sülearvutite puhul on kasvav trend, et need on palju õhemad. See tähendab, et mõnel pole spetsiaalseid RJ45-pistikuga Etherneti porte, kuna nende jaoks pole ruumi. Kuid nad saavad tavaliselt ühendada kohtvõrguga adapteri kaudu Etherneti abil. See tagab neile usaldusväärse traadiga ühenduse, kui traadita ühendusi ei kasutata.

    • Ruuterid, lülitid ja jaoturid: Muud peamised elemendid kohtvõrkudes, mis kasutavad liidese meediumina Ethernetti, on ruuterid, lülitid ja jaoturid. Need seadmed võimaldavad andmeid suunata ümber andmevõrkude, nii et neid saab saata ja jõuda oma asjakohastesse sihtkohtadesse. Ehkki mõnes aspektis on sarnased, on ruuterid, lülitid ja jaoturid erinevad seadmetüübid, isegi kui neid termineid kiputakse vastastikku väärkasutama.
    • Mitmesugused seadmed: Igas kohtvõrgus on vajadus mitmesuguste seadmete järele, välja arvatud arvutid, ruuterid, lülitid jne. Vaja on selliseid esemeid nagu printerid jne. Neid saab võrku linkida sarnaselt mis tahes arvutiga.
    Ethernet-tehnoloogia abil saab lokaalvõrkudega ühendada mitmesuguseid erinevaid seadmeid. Paljudel erinevat tüüpi kohtvõrkudes kasutamiseks mõeldud seadmetel on Etherneti võime.

Lisaks riistvarapõhistele seadmetele ja füüsilistele ühendustele, mis on vajalikud mis tahes kohtvõrgu jaoks, mis kasutab Ethernetti, on vaja ka tarkvaradraivereid. Kõigil füüsilise Etherneti ühendusega seadmetel on vajalik tarkvara. Lisaks sellele on populaarsetel operatsioonisüsteemidel, nagu Windows, Apple iOS ja Linus, põhitarkvarasse integreeritud Etherneti võimekus.

See tähendab, et täiendavaid draivereid pole vaja laadida kõigis erandlikemates olukordades, et võimaldada seadmetel ühenduse luua Etherneti kohtvõrguga.

Etherneti võrgu topoloogiad

Etherneti suhtlemiseks saab kasutada mitmeid võrgutopoloogiaid. Tegelik kasutatav vorm sõltub nõuetest.

  • Punktist punktini: See on kõige lihtsam konfiguratsioon, kuna kasutatakse ainult kahte võrguüksust. Selles lihtsas struktuuris on kaabel tuntud kui võrguühendus. Sellist laadi linke kasutatakse andmete transportimiseks ühest kohast teise ja sinna, kus on mugav kasutada Ethernetti transpordimehhanismina.
  • Koaksiaalbuss: Seda tüüpi Etherneti võrku kasutatakse tänapäeval harva. Süsteemides kasutati koaksiaalkaablit, kus võrguüksused asusid kogu kaabli pikkuses. Segmendi pikkused olid piiratud maksimaalselt 500 meetriga ja selle pikkuses oli võimalik paigutada kuni 1024 DTE-d. Kuigi tänapäeval pole seda võrgutopoloogia vormi installitud, võivad väga vähesed pärandsüsteemid siiski endiselt kasutusel olla. Pidades silmas selle toimimisviisi, kus samal jalal on mitu sõlme, kasutatakse CSMA / CD kokkupõrkevastast skeemi.
  • Tärnivõrk: Seda tüüpi Ethernet-võrk on domineeriv topoloogia juba 1990. aastate algusest. See koosneb keskvõrguüksusest, mida võib nimetada mitmepordiliseks repiiteriks või jaoturiks või võrgulülitiks.
    Kõik ühendused teiste sõlmedega kiirgavad sellest välja ja on punkt-punkti lingid. Just seda tüüpi võrgutopoloogiat kasutatakse ja laiendatakse. Ühendused kipuvad laienema kesksest jaoturist ruuterite või lülitite seeria abil, et suunata andmed vajalikule lõppsõlmele.

Sõnumiandmete kokkupõrke tuvastamine

Etherneti originaalvormides kasutati andmete kokkupõrke tuvastamise vormi, mida nimetatakse CSMA / CD-ks. Selles tuvastasid sõlmed, kas andmeid saadeti, ja kui need olid, taganevad nad ja saadavad oma andmed hiljem uuesti.

Tänapäeval pole laiendatud tähtopoloogia abil CSMA / CD andmete kokkupõrke tuvastamise nõuet vaja. Kokkupõrked on võimalikud ainult siis, kui jaam ja lüliti üritavad üksteisega samal ajal suhelda ning kokkupõrked piirduvad individuaalse lüliga.

Veel palju aastaid tagasi kasutusele võetud 10BASE-T standard võttis kasutusele täisduplekstehnikad ja selle pakutavaid parandusi silmas pidades sai sellest tehnikast Etherneti standardi edasiarendamise standard.

Täisdupleksis saavad lülitid ja jaamad samaaegselt saata ja vastu võtta ning seetõttu pole kaasaegsed Etherneti andmesidevõrgud kokkupõrgeteta.


Kuidas Ethernet töötab?

Andmesidevõrgu kaudu suhtlemisel jagab Etherneti süsteem andmed kaadriteks. Nendel kaadritel on kindel vorming ja igaüks neist sisaldab lähte- ja sihtkoha aadresse.

Raam sisaldab ka teavet vigade kontrollimiseks, et kõik rikutud andmed oleks võimalik tuvastada. Vigade avastamisel viskavad süsteemi protokollipinu kõrgemad kihid tavaliselt andmed kõrvale ja taotlevad uuesti edastamist.

Ethernet võtab oma protokollivirna jaoks kasutusele OSI-mudeli ja sellega kooskõlas pakub Ethernet ise teenuseid kuni andmeühenduse kihini 3.

Ethernet on kasutusele võtnud 48-bitise MAC-aadressi vormingu, mida on kasutanud ka teised IEEE 802 standardid, ja seetõttu on paljude standardite ühtsus, mis muudab erinevate andmevõrgusüsteemide üksteise kõrval töötamise palju lihtsamaks.

Metro ja Carrier Ethernet

On Etherneti versioone, mida kasutatakse suurte metroo- või laiemate võrkudega seotud kõrgema jõudluse saavutamiseks. Metro Ethernet ja operaatori Ethernet on kaks terminit, mida sageli kasutatakse.

Neid kahte terminit kasutatakse sageli peaaegu omavahel, kuid neil on mõningaid erinevusi.

  • Metro Ethernet: Metro Ethernet viitab üldiselt Etherneti installile, mis on paigutatud pealinna - s.t suhteliselt laiale alale - laiemale kui kohtvõrgu oma. Sageli kasutab ettevõte Metropolitan Ethernet'i, et ühendada ettevõtte mitu asukohta võrguga Etherneti eraliini kaudu. See annab kiiruse, turvalisuse ja kulude osas mõningaid olulisi eeliseid üldkasutatavate võrkude kasutamise ees. Carrier Ethernet on nüüd üleüldine termin, mida kasutatakse sellise laadi Ethernet-põhiste liinide jaoks kasutatava Etherneti tüübi kirjeldamiseks.
  • Operaatori Ethernet: Carrier Etherneti või Carrier-klassi Etherneti kasutatakse tavaliselt kahe punkti või saidi vahelise sidepunkti loomiseks või lingi loomiseks kohtvõrkudele jne. Carrier Etthernet on välja töötanud nii, et see hõlmaks paljusid muid teenuseid ja võimaldab kaugandmeid jagamine ettevõtete ja muude organisatsioonide vahel. See vähendab tunduvalt kulusid, säilitades samas ka jõudluse.

Metro Ethernet ja Carrier Ethernet on nüüdseks väljakujunenud variandid, mida paljud operaatorid ja teenusepakkujad kasutavad, et võimaldada ettevõtetel spetsiaalsete või jagatud suure jõudlusega Etherneti ressursside kaudu suure jõudlusega ühendusi.

Ehkki Etherneti andmesidevõrk loodi algselt 1970. aastatel, on seda pidevalt uuendatud. See on võimaldanud säilitada põhikontseptsiooni, võimaldades samal ajal pakkuda vajalikke jõudlustasemeid, kui tehnoloogia ja ühenduvusnõuded suurenevad.

Etherneti tehnoloogiat kasutatakse andmesidevõrkude loomiseks kõigest alates koduarvutivõrgust kuni ettevõtte andmevõrkudeni, kus kandjat Ethernetit kasutatakse suure hulga andmete edastamiseks.

Traadita ja juhtmega ühenduvuse teemad:
Mobiilside põhitõed: 2G GSM3G UMTS4G LTE5GWiFiIEEE 802.15.4DECT juhtmeta telefonidNFC - lähiväljasideNetworking fundamentals
Naaske juhtmeta ja traadiga ühenduvuse juurde


Vaata videot: Logical Link Control LLC IEEE (September 2021).