مقدمه ای بر فناوری شبکه اترنت

شبکه اترنت بسیاری از شبکه های محلی محلی را در اختیار دارد

برای چندین دهه، اترنت خود را به عنوان تکنولوژی LAN نسبتا ارزان، قابل قبول سریع و بسیار محبوب شناخته شده است. این آموزش نحوه عملکرد اترنت و نحوه استفاده از آن در شبکه های خانگی و تجاری را توضیح می دهد.

تاریخچه اترنت

مهندسان Bob Metcalfe و DR Boggs توسعه اترنت را در سال 1972 آغاز کردند. استانداردهای صنعت بر اساس کار آنها در سال 1980 تحت استاندارد IEEE 802.3 مشخص شد. مشخصات اترنت پروتکل های انتقال داده در سطح پایین را تعیین می کنند و تولید کنندگان جزئیات فنی باید بدانند که محصولات اترنت مانند کارت ها و کابل ها را تولید می کنند.

تکنولوژی اترنت در طول یک دوره طولانی تکامل یافته و بالغ شده است. به طور متوسط ​​مصرف کننده می تواند به طور کلی بر محصولات اترنت خارج از قفسه تکیه کند تا به عنوان طراحی طراحی شده و با یکدیگر کار کنند.

فناوری اترنت

اترنت سنتی پشتیبانی از انتقال داده ها با سرعت 10 مگابیت در ثانیه (Mbps) . همانطور که نیازهای عملکرد شبکه ها در طول زمان افزایش یافت، صنعت ویژگی های اترنت اضافی برای Fast Ethernet و Gigabit Ethernet را ایجاد کرد. اترنت سریع عملکرد اترنت سنتی تا 100 مگابیت بر ثانیه و گیگابیت اترنت را تا سرعت 1000 مگابیت در ثانیه گسترش می دهد. اگر چه این محصولات هنوز برای کاربر معمولی در دسترس نیست، 10 گیگابیت اترنت (10،000 مگابیت در ثانیه) نیز وجود دارد و در برخی از شبکه های تجاری و در اینترنت 2 استفاده می شود.

کابل های اترنت به طور مشابه به هر یک از مشخصات استاندارد تولید می شوند. محبوب ترین کابل اترنت در استفاده فعلی، کابل رده 5 یا CAT5 ، از هر دو سنتی و سریع اترنت پشتیبانی می کند. کابل های رده 5e (CAT5e) و CAT6 از Gigabit Ethernet پشتیبانی می کنند.

برای اتصال کابل های اترنت به یک کامپیوتر (یا سایر دستگاه های شبکه)، فرد یک کابل را مستقیم به پورت Ethernet دستگاه وصل می کند . برخی از دستگاه های بدون پشتیبانی اترنت همچنین می توانند اتصالات اترنت را از طریق dongles مانند آداپتورهای USB به اترنت پشتیبانی کنند . کابل های اترنت از اتصالات استفاده می کنند که بسیار شبیه اتصال RJ-45 با تلفن های سنتی است.

برای دانش آموزان: در مدل OSI، تکنولوژی اترنت در لایه های فیزیکی و پیوند داده ها - Layers One و Two به ترتیب عمل می کند. اترنت از تمام شبکه های محبوب و پروتکل های سطح بالا، عمدتا TCP / IP پشتیبانی می کند .

انواع اترنت

10Base5، اغلب به عنوان Thicknet شناخته می شود، اولین تجسم تکنولوژی اترنت بود. این صنعت با استفاده از Thicknet در دهه 1980 تا 10Base2 Thinnet ظاهر شد. Thinnet در مقایسه با Thicknet، مزایای استفاده از نازکتر (5 میلیمتر در برابر 10 میلیمتر) و کابل کشی انعطاف پذیر را ارائه داد، و آسانتر ساختن ساختمانهای اداری برای اترنت بود.

با این حال شایع ترین نوع اترنت سنتی 10Base-T بود. 10Base-T دارای خواص الکتریکی بهتر نسبت به Thicknet یا Thinnet است، زیرا کابلهای 10Base-T از سیم جفت پیچیده نشده (UTP) به جای کواکسیال استفاده می کنند. 10Base-T همچنین هزینه های موثر تر از گزینه های دیگر مانند کابل کشی فیبر نوری را نشان می دهد.

تعداد زیادی دیگر از استانداردهای اترنت شناخته شده کمتر از 10Base-FL، 10Base-FB و 10Base-FP برای شبکه های فیبر نوری و 10Broad36 برای کابل کشی پهنای باند (تلویزیون کابلی) وجود دارد. تمام اشکال سنتی فوق، از جمله 10Base-T توسط Fast و Gigabit Ethernet منسوخ شده است.

بیشتر درباره اترنت سریع

در اواسط دهه 1990، تکنولوژی Fast Ethernet بالغ شد و اهداف طراحی آن را بهبود بخشید: الف) افزایش کارایی اترنت سنتی در حالی که ب) اجتناب از نیاز به کامل دوباره کابل شبکه های اترنت موجود. اترنت سریع می آید در دو نوع عمده:

• 100Base-T (با استفاده از کابل جفت ناهمگن)
• 100Base-FX (با استفاده از فیبر نوری کابل)

از مهمترین آنها 100Base-T، استانداردی است که شامل 100Base-TX (رده 5 UTP)، 100Base-T2 (رده 3 یا بهتر UTP)، و 100Base-T4 (کابل کشی 100Base-T2 اصلاح شده برای افزودن دو جفت سیم)

بیشتر درباره Gigabit Ethernet

در حالی که Fast Ethernet اترنت سنتی را از سرعت 10 مگابیت تا 100 مگابایت بهبود می بخشد، Gigabit Ethernet با افزایش سرعت 1000 مگابیت (1 گیگابیت)، همان میزان پیشرفت را نسبت به اترنت سریع بهبود می بخشد. ابتدا گیگابیت اترنت برای انتقال سیم کشی نوری و مس انجام شد، اما استاندارد 1000Base-T با موفقیت آن را نیز پشتیبانی می کند. 1000Base-T با استفاده از سیم کشی رده 5 مشابه اترنت 100 مگابیت در ثانیه، هرچند دستیابی به سرعت گیگابیت نیاز به استفاده از جفت سیم اضافی دارد.

توپولوژی و پروتکل های اترنت

اترنت سنتی یک توپولوژی اتوبوس را استخدام می کند، به این معنی که تمام دستگاه ها یا میزبان ها در شبکه از یک خط ارتباطی مشترک استفاده می کنند. هر دستگاه دارای یک آدرس اترنت است که همچنین به عنوان آدرس MAC شناخته می شود. دستگاه های ارسالی از آدرس های اترنت برای مشخص کردن گیرنده پیام در نظر گرفته شده استفاده می کنند.

داده های فرستاده شده در اترنت در قالب فریم وجود دارد. یک قاب اترنت حاوی یک هدر، یک بخش داده و یک footer با طول ترکیبی بیش از 1518 بایت است. هدر اترنت حاوی آدرس هر دو گیرنده در نظر گرفته شده و فرستنده است.

داده های فرستاده شده توسط اترنت به طور خودکار به تمام دستگاه های شبکه پخش می شود. با مقایسه آدرس اترنت خود در برابر آدرس در هدر قاب، هر دستگاه اترنت هر فریم را آزمایش می کند تا تعیین کند که آیا برای آن ها طراحی شده است یا خیر، قاب را به عنوان مناسب انتخاب یا حذف می کند. آداپتورهای شبکه این تابع را به سخت افزار خود متصل می کند.

دستگاه هایی که می خواهند در اترنت ارسال کنند ابتدا یک چک اولیه برای تعیین اینکه آیا رسانه در دسترس است یا اینکه آیا در حال انتقال است در حال انجام است انجام می شود. اگر اترنت در دسترس باشد، دستگاه فرستنده به سیم منتقل می شود. با این وجود ممکن است که دو دستگاه این آزمون را تقریبا در یک زمان انجام دهند و هم به طور همزمان انتقال دهند.

با طراحی، به عنوان یک کارآیی، استاندارد اترنت مانع انتقال همزمان چندگانه نمی شود. این برخورد های به اصطلاح، هنگامی که رخ می دهد، باعث می شود هر دو انتقال به شکست و نیاز به هر دو فرستنده دستگاه برای ارسال دوباره. اترنت از یک الگوریتم بر اساس زمان تاخیر تصادفی برای تعیین دوره انتظار مناسب بین انتقال مجدد استفاده می کند. آداپتور شبکه نیز این الگوریتم را اجرا می کند.

در اترنت سنتی، این پروتکل برای پخش، گوش دادن و تشخیص برخوردها به عنوان CSMA / CD شناخته می شود (حسگر چندگانه دسترسی / تشخیص برخورد). برخی از فرم های جدید اترنت از CSMA / CD استفاده نمی کنند. در عوض، آنها از پروتکل اترنت به اصطلاح کامل دوبلکس استفاده می کنند که از نقطه به نقطه پشتیبانی می کند به طور همزمان ارسال و دریافت بدون گوش دادن مورد نیاز است.

بیشتر درباره دستگاه های اترنت

همانطور که قبلا ذکر شد، کابلهای اترنت در دسترس خود محدود هستند و فاصله آنها (به اندازه 100 متر) برای پوشش دادن تاسیسات شبکه متوسط ​​و بزرگ کافی نیست. یک تکرار کننده در شبکه اترنت یک دستگاه است که اجازه می دهد تا چندین کابل را به هم متصل کرده و فاصله های بیشتری را به وجود آورد. یک دستگاه پل میتواند به اترنت به یک شبکه دیگر از نوع دیگری بپیوندد، مانند یک شبکه بیسیم. یکی از محبوب ترین دستگاه های تکرار کننده یک هاب اترنت است . دستگاه های دیگر گاهی اوقات با هاب ها اشتباه می گیرند و سوئیچ ها و روتر ها هستند .

آداپتورهای شبکه اترنت نیز در چندین فرم وجود دارند. رایانه های شخصی و کنسول های بازی جدید دارای یک آداپتور Ethernet داخلی می باشند. آداپتورهای USB به Ethernet و آداپتورهای اترنت بی سیم نیز می توانند با بسیاری از دستگاه های جدیدتر پیکربندی شوند.

خلاصه

اترنت یکی از فن آوری های کلیدی اینترنت است. با وجود سن پیشرفت خود، اترنت همچنان به قدرت بسیاری از شبکه های محلی محلی در جهان ادامه می دهد و به طور مداوم برای پاسخگویی به نیازهای آینده برای شبکه های با کارایی بالا، بهبود می یابد.