برای چندین دهه، اترنت خود را به عنوان یک فناوری LAN (شبکه محلی) نسبتاً ارزان، نسبتاً سریع و بسیار محبوب ثابت کرده است.
تاریخچه اترنت
مهندسان باب متکالف و D. R. بوگز اترنت را در سال 1972 توسعه داد. استانداردهای صنعتی بر اساس کار آنها در سال 1980 تحت مجموعه مشخصات IEEE (موسسه مهندسین برق و الکترونیک) 802.3 ایجاد شد. مشخصات اترنت پروتکل‌های انتقال داده در سطح پایین را تعریف می‌کنند و جزئیات فنی که تولیدکنندگان برای ساخت محصولات اترنت مانند کارت‌ها و کابل‌ها باید بدانند.
فناوری اترنت در سال‌های پس از آن تکامل یافته و رشد کرده است. امروزه، مصرف‌کننده می‌تواند به محصولات اترنت خارج از قفسه برای کار مطابق طراحی و کار با یکدیگر تکیه کند.
فناوری اترنت
اترنت سنتی از انتقال داده با سرعت 10 مگابیت در ثانیه (Mbps) پشتیبانی می کند. همانطور که نیازهای عملکرد شبکه ها در طول زمان افزایش یافت، صنعت مشخصات اترنت اضافی را برای Fast Ethernet و Gigabit Ethernet ایجاد کرد.
Fast Ethernet عملکرد سنتی اترنت را تا 100 مگابیت در ثانیه و اترنت گیگابیتی را تا 1000 مگابیت در ثانیه افزایش می دهد. اگرچه آنها برای مصرف کننده عادی در دسترس نیستند، اترنت 10 گیگابیتی (10000 مگابیت در ثانیه) اکنون شبکه های برخی از مشاغل، مراکز داده و نهادهای Internet2 را تامین می کند. با این حال، به طور کلی، هزینه پذیرش گسترده آن را محدود می کند.
کابل های اترنتنیز با هر یک از چندین مشخصات استاندارد تولید می شوند. محبوب ترین کابل اترنت در حال استفاده، رده 5 (کابل CAT5) از اترنت سنتی و سریع پشتیبانی می کند. کابل‌های رده 5e (CAT5e) و CAT6 از اترنت گیگابیتی پشتیبانی می‌کنند.
برای اتصال کابل اترنت به رایانه (یا سایر دستگاه های شبکه)، یک کابل را به درگاه اترنت دستگاه وصل کنید.برخی از دستگاه‌های بدون پشتیبانی اترنت می‌توانند از اتصالات اترنت با استفاده از دانگل‌هایی مانند آداپتورهای USB-to-Ethernet پشتیبانی کنند. کابل‌های اترنت از رابط‌هایی استفاده می‌کنند که شبیه کانکتور RJ-45 است که در تلفن‌های سنتی استفاده می‌شود.
در مدل OSI (ارتباط بین سیستم‌های باز)، فناوری اترنت در لایه‌های پیوند فیزیکی و داده‌ای - به ترتیب لایه‌های یک و دو - عمل می‌کند. اترنت از همه پروتکل های شبکه محبوب و سطح بالاتر، به ویژه TCP/IP پشتیبانی می کند.
انواع اترنت
که اغلب به عنوان Thicknet شناخته می شود، 10Base5 اولین تجسم فناوری اترنت بود. صنعت در دهه 1980 از Thicknet استفاده کرد تا اینکه 10Base2 Thinnet ظاهر شد. در مقایسه با Thicknet، Thinnet مزایای کابل‌کشی نازک‌تر (5 میلی‌متر در مقابل 10 میلی‌متر) و انعطاف‌پذیرتر را ارائه می‌دهد و سیم‌کشی ساختمان‌های اداری برای اترنت را آسان‌تر می‌کند.
رایج ترین شکل اترنت سنتی، 10Base-T است.این ویژگی های الکتریکی بهتری نسبت به Thicknet یا Thinnet ارائه می دهد زیرا کابل های 10Base-T از سیم کشی جفت تابیده بدون محافظ (UTP) به جای کواکسیال استفاده می کنند. 10Base-T نیز مقرون به صرفه تر از جایگزین هایی مانند کابل کشی فیبر نوری است.
استانداردهای اترنت کمتر شناخته شده دیگری نیز وجود دارد، از جمله 10Base-FL، 10Base-FB، و 10Base-FP برای شبکه های فیبر نوری و 10Broad36 برای کابل کشی باند پهن (تلوزیون کابلی). Fast و Gigabit Ethernet همه اشکال سنتی فوق از جمله 10Base-T را منسوخ کرده است.
بیشتر درباره Fast Ethernet
در اواسط دهه 1990، فناوری اترنت سریع به بلوغ رسید و به اهداف طراحی خود یعنی افزایش عملکرد اترنت سنتی دست یافت و در عین حال از نیاز به کابل کشی کامل شبکه های اترنت موجود اجتناب کرد.
Fast Ethernet در دو نوع عمده عرضه می شود:
- 100Base-T (با استفاده از کابل جفت پیچ خورده بدون محافظ)
- 100Base-FX (با استفاده از کابل فیبر نوری)
محبوب ترین آنها 100Base-T است، استانداردی که شامل 100Base-TX (رده 5 UTP)، 100Base-T2 (رده 3 یا بهتر UTP) و 100Base-T4 (100Base-T2 کابل کشی اصلاح شده برای شامل دو کابل کشی است. جفت سیم اضافی).
خط پایین
در حالی که Fast Ethernet اترنت سنتی را از سرعت 10 مگابیت به 100 مگابیت بهبود می بخشد، اترنت گیگابیت با ارائه سرعت های 1000 مگابیت (1 گیگابیت) اترنت سریع را بهبود می بخشد. گیگابیت اترنت ابتدا برای عبور از کابل های نوری و مسی ساخته شد، اما استاندارد 1000Base-T نیز از آن پشتیبانی می کند. 1000Base-T از کابل کشی رده 5 مشابه اترنت 100 مگابیت بر ثانیه استفاده می کند، اگرچه دستیابی به سرعت گیگابیتی مستلزم استفاده از جفت سیم اضافی است.
توپولوژی ها و پروتکل های اترنت
اترنت سنتی از توپولوژی گذرگاه استفاده می کند، به این معنی که همه دستگاه ها یا میزبان ها در شبکه از یک خط ارتباطی مشترک استفاده می کنند. هر دستگاه دارای یک آدرس اترنت است که به عنوان آدرس MAC نیز شناخته می شود.دستگاه های ارسال کننده از آدرس های اترنت برای تعیین گیرندگان مورد نظر پیام ها استفاده می کنند.
داده ارسال شده از طریق اترنت به شکل فریم وجود دارد. یک فریم اترنت شامل یک هدر، یک بخش داده و یک پاورقی با طول ترکیبی بیش از 1518 بایت نیست. هدر اترنت شامل آدرس گیرنده و فرستنده مورد نظر است.
داده های ارسال شده از طریق اترنت به طور خودکار برای همه دستگاه های موجود در شبکه پخش می شود. با مقایسه آدرس اترنت با آدرس موجود در هدر فریم، هر دستگاه اترنت هر فریم را آزمایش می کند تا مشخص کند آیا برای آن در نظر گرفته شده است یا خیر و در صورت لزوم فریم را می خواند یا دور می اندازد. آداپتورهای شبکه این عملکرد را در سخت افزار خود گنجانده اند.
دستگاه هایی که می خواهند در شبکه اترنت ارسال کنند، ابتدا یک بررسی اولیه برای تعیین اینکه آیا رسانه در دسترس است یا انتقال در حال انجام است، انجام می دهند. اگر اترنت در دسترس باشد، دستگاه فرستنده به سیم منتقل می شود.با این حال، ممکن است دو دستگاه این آزمایش را تقریباً همزمان انجام دهند و هر دو به طور همزمان ارسال کنند.
طبق طراحی، استاندارد اترنت از انتقال همزمان چندگانه جلوگیری نمی کند. این به اصطلاح تصادم، زمانی که اتفاق می‌افتد، هر دو انتقال را از کار می‌اندازند و هر دو دستگاه فرستنده را برای ارسال مجدد نیاز دارند. اترنت از الگوریتمی مبتنی بر زمان‌های تاخیر تصادفی برای تعیین دوره انتظار مناسب بین ارسال‌های مجدد استفاده می‌کند. آداپتور شبکه نیز این الگوریتم را پیاده سازی می کند.
در اترنت سنتی، این پروتکل برای پخش، گوش دادن، و تشخیص برخوردها به عنوان CSMA/CD (تشخیص چندگانه دسترسی/تصادف حس حامل) شناخته می شود. برخی از اشکال جدیدتر اترنت از CSMA/CD استفاده نمی کنند. در عوض، آنها از پروتکل اترنت تمام دوبلکس استفاده می کنند که از ارسال و دریافت همزمان نقطه به نقطه بدون نیاز به گوش دادن پشتیبانی می کند.
اطلاعات بیشتر درباره دستگاه های اترنت
کابل‌های اترنت از نظر دسترسی محدود هستند و این فواصل (به اندازه ۱۰۰ متر) برای پوشش شبکه‌های متوسط و بزرگ کافی نیستند.یک تکرار کننده در شبکه اترنت اجازه می دهد تا چندین کابل به یکدیگر متصل شوند و فواصل بیشتری را بچرخانند. یک دستگاه پل می تواند یک اترنت را به شبکه دیگری از نوع متفاوت، مانند یک شبکه بی سیم، بپیوندد. یکی از انواع محبوب دستگاه های تکرار کننده، هاب اترنت است. دستگاه‌های دیگری که گاهی با هاب اشتباه گرفته می‌شوند سوئیچ‌ها و روترها هستند.
آداپتورهای شبکه اترنت نیز به اشکال مختلف وجود دارند. رایانه ها و کنسول های بازی دارای آداپتورهای داخلی اترنت هستند. آداپتورهای USB به اترنت و آداپتورهای اترنت بی‌سیم نیز می‌توانند برای کار با بسیاری از دستگاه‌ها پیکربندی شوند.
خلاصه
Ethernet یکی از فناوری های کلیدی اینترنت است. علیرغم قدمتش، اترنت به قدرت بسیاری از شبکه های محلی جهان ادامه می دهد و به طور مستمر بهبود می یابد تا نیازهای آینده برای شبکه های با کارایی بالا را برآورده کند.
