Ethernet on aastakümneid tõestanud end suhteliselt odava, suhteliselt kiire ja väga populaarse LAN-tehnoloogiana (kohtvõrk).
Etherneti ajalugu
Insenerid Bob Metcalfe ja D. R. Boggs arendas Etherneti 1972. aastal. Nende tööl põhinevad tööstusstandardid kehtestati 1980. aastal IEEE (Elektri- ja Elektroonikainseneride Instituut) 802.3 spetsifikatsioonide komplekti alusel. Etherneti spetsifikatsioonid määratlevad madala taseme andmeedastusprotokollid ja tehnilised üksikasjad, mida tootjad peavad teadma Etherneti toodete (nt kaardid ja kaablid) ehitamiseks.
Etherneti tehnoloogia on aastate jooksul arenenud ja küpsenud. Tänapäeval saavad tarbijad loota, et valmis Etherneti tooted töötavad kavandatud viisil ja töötavad omavahel.
Etherneti tehnoloogia
Traditsiooniline Ethernet toetab andmeedastust kiirusega 10 megabitti sekundis (Mbps). Kuna võrkude jõudlusvajadus aja jooksul kasvas, lõi tööstus Fast Etherneti ja Gigabit Etherneti jaoks täiendavad Etherneti spetsifikatsioonid.
Fast Ethernet laiendab traditsioonilist Etherneti jõudlust kuni 100 Mbps ja Gigabit Ethernet kuni 1000 Mbps. Kuigi need pole tavatarbijale kättesaadavad, toidab 10 Gigabit Ethernet (10 000 Mbps) nüüd mõnede ettevõtete, andmekeskuste ja Internet2 üksuste võrke. Üldiselt aga piiravad kulutused selle laialdast kasutuselevõttu.
Etherneti kaableid toodetakse samuti mitmete standardsete spetsifikatsioonide järgi. Kõige populaarsem kasutatav Etherneti kaabel, 5. kategooria (CAT5 kaabel) toetab nii traditsioonilist kui ka kiiret Etherneti. Kategooria 5e (CAT5e) ja CAT6 kaablid toetavad Gigabit Etherneti.
Etherneti kaabli ühendamiseks arvutiga (või muude võrguseadmetega), ühendage kaabel seadme Etherneti porti. Mõned Etherneti toeta seadmed võivad toetada Etherneti ühendusi, kasutades dongliid, nagu USB-Ethernet-adapterid. Etherneti kaablid kasutavad pistikuid, mis näevad välja nagu tavaliste telefonidega kasutatav RJ-45 pistik.
OSI (Open Systems Interconnection) mudelis töötab Etherneti tehnoloogia füüsilisel ja andmesidekihil – vastav alt esimesel ja teisel kihil. Ethernet toetab kõiki populaarseid võrgu- ja kõrgema taseme protokolle, peamiselt TCP/IP-d.
Etherneti tüübid
Tihti viidatud kui Thicknet, 10Base5 oli Etherneti tehnoloogia esimene kehastus. Tööstus kasutas Thickneti 1980ndatel, kuni ilmus 10Base2 Thinnet. Thicknetiga võrreldes pakub Thinnet eeliseks õhemat (5 millimeetrit vs. 10 millimeetrit) ja paindlikumat kaablit, mis muudab büroohoonete ühendamise Etherneti jaoks lihtsamaks.
Kõige tavalisem traditsioonilise Etherneti vorm on aga 10Base-T. See pakub paremaid elektrilisi omadusi kui Thicknet või Thinnet, kuna 10Base-T kaablid kasutavad varjestamata keerdpaar (UTP) juhtmeid, mitte koaksiaalset. 10Base-T on ka kuluefektiivsem kui alternatiivid, nagu fiiberoptiline kaabeldus.
On olemas ka teisi vähemtuntud Etherneti standardeid, sealhulgas 10Base-FL, 10Base-FB ja 10Base-FP fiiberoptiliste võrkude jaoks ning 10Broad36 lairiba (kaabeltelevisiooni) kaabelduse jaoks. Kiire ja Gigabit Ethernet on muutnud kõik ül altoodud traditsioonilised vormid, sealhulgas 10Base-T, aegunuks.
Lisateavet kiire Etherneti kohta
1990. aastate keskel küpses Fast Etherneti tehnoloogia ja saavutas oma disainieesmärgid suurendada traditsioonilise Etherneti jõudlust, vältides samas vajadust olemasolevaid Etherneti võrke täielikult ümber kaabeldada.
Fast Ethernet on saadaval kahes peamises variandis:
- 100Base-T (kasutades varjestamata keerdpaarkaablit)
- 100Base-FX (kasutades fiiberoptilist kaablit)
Kõige populaarsem on 100Base-T, standard, mis sisaldab 100Base-TX (5. kategooria UTP), 100Base-T2 (3. kategooria või parem UTP) ja 100Base-T4 (100Base-T2 kaabeldus on muudetud kaheks täiendavad juhtmepaarid).
Alumine rida
Kuigi Fast Ethernet parandas traditsioonilist Etherneti 10-megabitiselt 100-megabitini, täiustab Gigabit Ethernet Fast Etherneti, pakkudes kiirust 1000 megabitti (1 gigabiti). Gigabit Ethernet tehti esm alt optilise ja vaskkaabli kaudu, kuid 1000Base-T standard toetab seda ka. 1000Base-T kasutab 5. kategooria kaablit, mis sarnaneb 100 Mbps Ethernetiga, kuigi gigabitikiiruse saavutamiseks on vaja kasutada täiendavaid juhtmepaare.
Etherneti topoloogiad ja protokollid
Traditsiooniline Ethernet kasutab siini topoloogiat, mis tähendab, et kõik võrgus olevad seadmed või hostid kasutavad sama jagatud sideliini. Igal seadmel on Etherneti aadress, tuntud ka kui MAC-aadress. Saateseadmed kasutavad Etherneti aadresse, et määrata sõnumite kavandatud adressaadid.
Etherneti kaudu saadetud andmed eksisteerivad kaadrite kujul. Etherneti raam sisaldab päist, andmeosa ja jalust, mille kogupikkus ei ületa 1518 baiti. Etherneti päis sisaldab nii kavandatud adressaadi kui ka saatja aadresse.
Etherneti kaudu saadetud andmed edastatakse automaatselt kõigile võrgus olevatele seadmetele. Võrreldes Etherneti aadressi kaadri päises oleva aadressiga, testib iga Etherneti seade iga kaadrit, et teha kindlaks, kas see on selle jaoks ette nähtud, ja vastav alt vajadusele loeb kaadri või loobub sellest. Võrguadapterid lisavad selle funktsiooni oma riistvarasse.
Seadmed, mis soovivad edastada Etherneti võrgus, viivad esm alt läbi eelkontrolli, et teha kindlaks, kas andmekandja on saadaval või kas edastamine on pooleli. Kui Ethernet on saadaval, edastab saateseade juhtmele. Siiski on võimalik, et kaks seadet sooritavad selle testi ligikaudu samal ajal ja mõlemad edastavad samaaegselt.
Etherneti standard ei takista jõudluse kompromissina mitut samaaegset edastust. Need niinimetatud kokkupõrked põhjustavad mõlema edastuse ebaõnnestumise ja nõuavad mõlemat saatvat seadet uuesti edastama. Ethernet kasutab kordusedastuste vahelise õige ooteaja määramiseks juhuslikel viivitusaegadel põhinevat algoritmi. Seda algoritmi rakendab ka võrguadapter.
Traditsioonilises Ethernetis tuntakse seda edastus-, kuulamis- ja kokkupõrgete tuvastamise protokolli CSMA/CD-na (kandjatundlik mitmepöördus/kokkupõrketuvastus). Mõned Etherneti uuemad vormid ei kasuta CSMA/CD-d. Selle asemel kasutavad nad täisdupleksset Etherneti protokolli, mis toetab punkt-punkti samaaegset saatmist ja vastuvõtmist ilma kuulamiseta.
Lisateavet Etherneti seadmete kohta
Etherneti kaablite ulatus on piiratud ja need vahemaad (nii lühikesed kui 100 meetrit) ei ole piisavad keskmiste ja suurte võrgupaigaldiste katmiseks. Etherneti võrgu repiiter võimaldab ühendada mitu kaablit ja ületada suuremaid vahemaid. Sildseade võib ühendada Etherneti teise erinevat tüüpi võrguga, näiteks traadita võrguga. Üks populaarne kordusseadmete tüüp on Etherneti jaotur. Muud seadmed, mida mõnikord jaoturitega segi ajatakse, on lülitid ja ruuterid.
Etherneti võrguadapterid on samuti mitmel kujul. Arvutitel ja mängukonsoolidel on sisseehitatud Etherneti adapterid. USB-Ethernet-adaptereid ja traadita Etherneti adaptereid saab ka konfigureerida töötama paljude seadmetega.
Kokkuvõte
Ethernet on üks Interneti võtmetehnoloogiaid. Vaatamata oma vanusele annab Ethernet jätkuv alt toite paljudele maailma kohtvõrkudele ja täiustab seda pidev alt, et rahuldada tulevasi vajadusi suure jõudlusega võrgunduse järele.
