Ciekawy

Co to jest Ethernet IEEE 802.3

Co to jest Ethernet IEEE 802.3

Ethernet, IEEE 802.3, jest jednym z najczęściej używanych standardów sieci komputerowych i ogólnej transmisji danych. Jest szeroko stosowany we wszystkich formach sieci danych, od łączenia się z domowymi koncentratorami Wi-Fi po sieci danych biznesowych i sieci telekomunikacyjne.

Standard Ethernet jest używany od wielu lat i jest stale aktualizowany, aby sprostać wymaganiom rozwijającej się technologii. Prędkości transmisji danych stale rosną, a Ethernet, IEEE 802.3, odpowiednio je zwiększa.

Chociaż dla wielu, Ethernet jest znany, ponieważ połączenia Ethernet są szeroko stosowane w domu do połączeń przewodowych między komputerami a koncentratorami szerokopasmowymi, ale zapewniają również niezbędną łączność dla systemów sieci danych używanych w dużych przedsiębiorstwach.

Ethernet jest prawdopodobnie najbardziej znany ze względu na krótkie kable Ethernet ze złączami RJ45, które są używane do łączenia większości komputerów stacjonarnych z routerami sieci danych. Dzięki temu połączenia Ethernet są bardzo łatwe do wykonania, zwiększając w ten sposób łatwość obsługi i popularność technologii Ethernet.

W związku z tym Ethernet stanowi obecnie podstawową technologię łączności dla większości sieci lokalnych. Opracowano również jego wersje dla większych przedsiębiorstw. Carrier Ethernet jest jednym z przykładów tego, jak technologia została przystosowana do użytku przez operatorów sieci lub przewoźników.

Historia sieci Ethernet

Standard Ethernet został po raz pierwszy opracowany przez Xerox Corporation jako eksperymentalny system oparty na kablu koncentrycznym w latach 70. Wykorzystując protokół Carrier Sense Multiple Access / Collision Detect (CSMA / CD), aby umożliwić wielu użytkownikom, był przeznaczony do użytku z sieciami LAN, które mogą być sporadycznie używane przy sporadycznym intensywnym użytkowaniu.

Sukces pierwotnego projektu Ethernet doprowadził do wspólnego opracowania standardu 10 Mb / s w 1980 r. Tym razem zaangażowane były trzy firmy: Digital Equipment Corporation, Intel i Xerox.

Specyfikacja Ethernet w wersji 1, która powstała w wyniku tego rozwoju, stanowiła podstawę pierwszego standardu IEEE 802.3, który został zatwierdzony w 1983 r. I ostatecznie opublikowany jako oficjalny standard w 1985 r.

Od czasu napisania i zatwierdzenia pierwszych standardów Ethernet, wprowadzono wiele aktualizacji, aby zachować zgodność standardu Ethernet z najnowszymi dostępnymi technologiami.

Elementy sieci Ethernet

Można uznać, że sieć LAN Ethernet IEEE 802.3 składa się z dwóch głównych elementów:

  • Media łączące: Media, przez które rozchodzą się sygnały, mają ogromne znaczenie w systemie sieci Ethernet. Decyduje o większości właściwości, które określają szybkość, z jaką dane mogą być przesyłane. Istnieje wiele opcji, których można użyć:
    • Kabel koncentryczny: Był to jeden z pierwszych typów mediów łączących używanych w sieci Ethernet. Zwykle impedancja charakterystyczna wynosiła około 110 omów i dlatego kable zwykle używane do zastosowań o częstotliwości radiowej nie miały zastosowania. Ten typ okablowania nie jest obecnie powszechnie stosowany w sieci Ethernet, ponieważ jest drogi i trudny do zainstalowania.
    • Kable typu skrętka Można stosować typy skrętek: skrętka nieekranowana (UTP) lub skrętka ekranowana (STP). Ogólnie rzecz biorąc, typy ekranowane są lepsze, ponieważ bardziej ograniczają przypadkowe odbieranie, a zatem błędy danych są zmniejszone. Dostępnych jest wiele różnych typów kabli, ponieważ standard zawsze idzie do przodu.
    • Przewód optyczny: Coraz częściej stosuje się kabel światłowodowy, który zapewnia bardzo wysoką odporność na odbiór i promieniowanie, a także umożliwia przesyłanie bardzo dużych szybkości danych.
  • Węzły sieci Węzły sieci to punkty, do których i z których odbywa się komunikacja. Chociaż w przeszłości używano terminów takich jak DTE, terminale danych i DCE, sprzęt do transmisji danych, są one rzadko spotykane w dzisiejszych czasach, gdy patrzymy na komunikację Ethernet. Zamiast tego typy sprzętu widziane w sieci danych Ethernet są częściej spotykane:
    • Komputery: Obecnie większość komputerów ma możliwość podłączenia do sieci Ethernet. Oczekuje się, że większość komputerów stacjonarnych będzie pracować w sieci lokalnej, a jest to prawie zawsze sieć Ethernet. Dziś funkcja Ethernet zostanie wbudowana w płytę główną komputera, zamiast korzystać z opcjonalnej karty z wtyczkami. Fizyczne połączenie jest zwykle zapewniane za pomocą złącza Ethernet typu RJ45.

      W przypadku laptopów rośnie tendencja, aby były one znacznie cieńsze. Oznacza to, że niektórzy nie mają dedykowanych portów Ethernet ze złączem RJ45, ponieważ nie ma dla nich miejsca. Jednak mogą normalnie łączyć się z siecią lokalną za pomocą Ethernet za pośrednictwem adaptera. Zapewni im to niezawodną łączność przewodową, jeśli połączenia bezprzewodowe nie są używane.

    • Routery, przełączniki i koncentratory: Inne główne elementy w sieciach lokalnych wykorzystujących Ethernet jako medium interfejsu to routery, przełączniki i koncentratory. Urządzenia te umożliwiają trasowanie danych w sieciach danych, aby można je było wysyłać i docierać do odpowiednich miejsc docelowych. Chociaż w niektórych aspektach są podobne, routery, przełączniki i koncentratory są różnymi typami urządzeń, nawet jeśli terminy te są często nadużywane zamiennie.
    • Różne urządzenia: W każdej sieci lokalnej potrzebne będą różne urządzenia oprócz komputerów, routerów, przełączników itp. Potrzebne będą takie elementy, jak drukarki itp. Można je podłączyć do sieci w podobny sposób, jak każdy komputer.
    Do sieci lokalnych można podłączyć wiele różnych urządzeń za pomocą technologii Ethernet. Wiele różnych typów urządzeń przeznaczonych do użytku w sieciach lokalnych będzie wyposażonych w funkcję Ethernet.

Oprócz urządzeń sprzętowych i fizycznych połączeń, które są wymagane dla każdej sieci lokalnej korzystającej z Ethernetu, potrzebne są również sterowniki programowe. Każde urządzenie z fizycznym połączeniem Ethernet będzie miało wymagane oprogramowanie. Oprócz tego popularne systemy operacyjne, takie jak Windows, Apple iOS i Linus, mają wbudowaną funkcję Ethernet w podstawowym oprogramowaniu.

Oznacza to, że dodatkowe sterowniki nie muszą być ładowane we wszystkich, z wyjątkiem najbardziej wyjątkowych okoliczności, aby umożliwić urządzeniom łączenie się z lokalną siecią Ethernet.

Topologie sieci Ethernet

Istnieje kilka topologii sieci, których można używać do komunikacji Ethernet. Faktyczna forma będzie zależeć od wymagań.

  • Wskaż punkt: Jest to najprostsza konfiguracja, ponieważ używane są tylko dwie jednostki sieciowe. W tej prostej strukturze kabel jest nazywany łączem sieciowym. Łącza tego rodzaju służą do przesyłania danych z jednego miejsca do drugiego i tam, gdzie wygodnie jest używać Ethernet jako mechanizmu transportowego.
  • Magistrala koncentryczna: Ten typ sieci Ethernet jest obecnie rzadko używany. Systemy wykorzystywały kabel koncentryczny, w którym jednostki sieciowe były rozmieszczone na całej długości kabla. Długości segmentów zostały ograniczone do maksymalnie 500 metrów, a na jego długości można było umieścić do 1024 urządzeń DTE. Chociaż ta forma topologii sieci nie jest obecnie instalowana, bardzo niewiele starszych systemów może być nadal w użyciu. Ze względu na sposób, w jaki działa, z kilkoma węzłami na tej samej odnodze, stosowany jest schemat antykolizyjny CSMA / CD.
  • Sieć gwiazdowa: Ten typ sieci Ethernet jest dominującą topologią od wczesnych lat 90. Składa się z centralnej jednostki sieciowej, którą można nazwać wieloportowym repeaterem lub koncentratorem lub przełącznikiem sieciowym.
    Wszystkie połączenia z innymi węzłami wychodzą stąd promieniście i są połączeniami typu punkt-punkt. To właśnie ten typ topologii sieci jest używany i rozszerzany. Połączenia zwykle wychodzą z centralnego koncentratora przy użyciu szeregu routerów lub przełączników w celu przekierowania danych do wymaganego węzła końcowego.

Wykrywanie kolizji danych wiadomości

W oryginalnych formach Ethernetu zastosowano formę wykrywania kolizji danych, znaną jako CSMA / CD. W ten sposób węzły wykryły, czy dane są wysyłane, a jeśli tak, to wycofałyby się i ponownie wysłały swoje dane później.

Obecnie, przy zastosowaniu rozszerzonej topologii gwiazdy, wymóg wykrywania kolizji danych CSMA / CD nie jest potrzebny. Kolizje są możliwe tylko wtedy, gdy stacja i przełącznik próbują komunikować się ze sobą w tym samym czasie, a kolizje są ograniczone do pojedynczego łącza.

Co więcej, wprowadzony wiele lat temu standard 10BASE-T przyjął techniki pełnego dupleksu i ze względu na wprowadzone przez niego udoskonalenia technika ta stała się standardem dla przyszłych opracowań standardu Ethernet.

W trybie pełnego dupleksu przełącznik i stacja mogą jednocześnie wysyłać i odbierać, dlatego nowoczesne sieci danych Ethernet są wolne od kolizji.


Jak działa Ethernet?

Podczas komunikacji przez sieć danych system Ethernet dzieli dane na zbiór tzw. Ramek. Ramki te mają określony format, a każda z nich zawiera adresy źródłowe i docelowe.

Ramka zawiera również informacje do sprawdzania błędów, aby można było wykryć wszelkie uszkodzone dane. Jeśli wykryte zostaną błędy, zazwyczaj wyższe warstwy stosu protokołów systemu odrzucą dane i zażądają ponownej transmisji.

Ethernet przyjmuje model OSI dla swojego stosu protokołów i zgodnie z tym Ethernet sam zapewnia usługi do warstwy 3, czyli warstwy łącza danych.

W sieci Ethernet przyjęto 48-bitowy format adresu MAC, który był również używany w innych standardach IEEE 802. W ten sposób wiele standardów jest wspólnych, co znacznie ułatwia współdziałanie różnych systemów sieci danych.

Metro i Carrier Ethernet

Istnieją wersje sieci Ethernet, które są używane w celu uzyskania wyższej wydajności związanej z dużymi sieciami metropolitalnymi lub sieciami rozległymi. Metro Ethernet i operator Ethernet to dwa często używane terminy.

Te dwa terminy są często używane prawie zamiennie, ale mają pewne różnice.

  • Metro Ethernet: Metro Ethernet ogólnie odnosi się do instalacji Ethernet rozmieszczonej na obszarze metropolitalnym - tj. Na stosunkowo dużym obszarze - szerszym niż sieć lokalna. Często firmy wykorzystują Metropolitan Ethernet do łączenia wielu lokalizacji firmy z siecią za pośrednictwem prywatnej linii Ethernet. Daje to pewne istotne korzyści w porównaniu z sieciami publicznymi pod względem szybkości, bezpieczeństwa i kosztów. Carrier Ethernet jest obecnie nadrzędnym terminem używanym do opisania typu Ethernetu używanego w liniach tego rodzaju opartych na sieci Ethernet.
  • Ethernet operatora: Carrier Ethernet lub Carrier grade jest zwykle używany do zapewnienia komunikacji punkt-punkt pomiędzy dwoma punktami lub lokacjami lub do zapewnienia łączy dla sieci lokalnych itp. Carrier Etthernet rozwinął się w celu uwzględnienia szeregu innych usług i umożliwia przesyłanie danych na duże odległości dzielenie się między firmami i innymi organizacjami. To znacznie zmniejsza koszty, przy jednoczesnym zachowaniu wydajności.

Metro Ethernet i Carrier Ethernet są obecnie dobrze ugruntowanymi wariantami używanymi przez wielu operatorów i dostawców usług, aby umożliwić firmom korzystanie z wysokowydajnych połączeń wzajemnych za pośrednictwem dedykowanych lub współdzielonych zasobów Ethernet o wysokiej wydajności.

Chociaż sieć danych Ethernet została pierwotnie wprowadzona w latach 70. XX wieku, przechodziła ciągły proces aktualizacji. Umożliwiło to utrzymanie podstawowej koncepcji, jednocześnie umożliwiając zapewnienie poziomów wydajności potrzebnych w miarę wzrostu wymagań dotyczących technologii i łączności.

Technologia Ethernet jest wykorzystywana do tworzenia sieci danych we wszystkim, od domowych sieci komputerowych po korporacyjne sieci danych, w których Ethernet nośny jest używany do przenoszenia dużych ilości danych.

Tematy dotyczące łączności bezprzewodowej i przewodowej:
Podstawy komunikacji mobilnej2G GSM3G UMTS4G LTE5GWiFiIEEE 802.15.4DECT telefony bezprzewodowe NFC - komunikacja bliskiego zasięguPodstawy pracy sieciCo to jest chmuraEthernetDane szeregoweUSBSigFoxLoRaVoIPSDNNFVSD-WAN
Wróć do Łączność bezprzewodowa i przewodowa


Obejrzyj wideo: IEEE standard Ethernet FrameFormat (Styczeń 2022).