إيثرنت هي عائلة من تقنيات شبكات الكمبيوتر التي يتم استخدامها بشكل شائع في شبكات المنطقة المحلية (LAN)، وشبكات المناطق الحضرية (MAN)، وشبكات المنطقة الواسعة (WAN). يتم استخدام إيثرنت لتوصيل الأجهزة داخل شبكة محلية، مثل أجهزة الكمبيوتر وأجهزة التوجيه والمحولات. فهو يسمح بتبادل البيانات من خلال تنفيذ معايير وبروتوكولات إيثرنت محددة.
التاريخ والذكر الأول للإيثرنت
تم ابتكار شبكة إيثرنت لأول مرة في أوائل السبعينيات من قبل روبرت ميتكالف، وهو باحث في مركز أبحاث بالو ألتو (PARC) التابع لشركة زيروكس. وكان هو وزملاؤه يعملون على نظام لربط أجهزة الكمبيوتر "ألتو" الخاصة بالشركة بطابعة مشتركة. تم توضيح المفهوم الأولي للإيثرنت في مذكرة كتبها ميتكالف في عام 1973، حيث رسم مخططًا أساسيًا للأجهزة المتصلة التي تشبه شكل الأثير.
تطورت هذه الفكرة لاحقًا إلى بنية شبكة أكثر تطوراً. قدمت زيروكس طلب براءة اختراع في عام 1975، وبدأ توحيد إيثرنت مع إنشاء مواصفات الإصدار 1 من إيثرنت في عام 1980. ثم تم نشر معيار إيثرنت الرسمي، المعروف باسم IEEE 802.3، من قبل معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE) في عام 1983. منذ ذلك الحين، نمت شبكة Ethernet وتطورت، لكن المفهوم الأساسي ظل كما هو - وهي طريقة بسيطة وقوية لتوصيل أجهزة الكمبيوتر ونقل البيانات.
توسيع الموضوع: معلومات تفصيلية حول Ethernet
تعتمد شبكة Ethernet على فكرة العقد التي ترسل الرسائل في حزم عبر الشبكة. في شبكة إيثرنت، يتم توصيل جميع الأجهزة بكابل مركزي، أو "ناقل"، ويتم نقل البيانات كحزم صغيرة تسمى الإطارات. يتضمن كل إطار عناوين المصدر والوجهة، ورمز التحقق من الأخطاء، وبيانات الحمولة.
تدعم شبكة Ethernet العديد من بنيات الشبكات، بما في ذلك النجمة والشجرة والحافلة. ومع ذلك، فإن الأكثر شيوعًا اليوم هو طوبولوجيا النجمة، مع وجود محول إيثرنت في مركز النجمة. يقلل هذا الإعداد من احتمالية تصادم الحزم، مما يحسن كفاءة وموثوقية نقل البيانات.
لقد تطورت شبكة Ethernet بشكل ملحوظ منذ بدايتها. لقد زادت سرعة نقل البيانات من 10 ميجابت في الثانية الأصلية (Mbps) إلى إيثرنت سريع (100 ميجابت في الثانية)، وGigabit Ethernet (1 جيجابت في الثانية)، و10 جيجابت إيثرنت، و40 جيجابت إيثرنت، وحتى 100 جيجابت إيثرنت. هذا النطاق الواسع يسمح لها بتلبية احتياجات مختلف المستخدمين، من الشبكات المنزلية إلى مراكز البيانات والأعمدة الأساسية للإنترنت.
الهيكل الداخلي للإيثرنت: كيف يعمل
تعمل شبكة Ethernet بناءً على بروتوكول يُعرف باسم Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD). في الشكل الأولي للإيثرنت، كانت جميع الأجهزة متصلة بكابل واحد، ويمكن لكل جهاز إرسال البيانات عندما يكون الخط مجانيًا. إذا تم إرسال جهازين في نفس الوقت، سيحدث تصادم، وسيتوقف الجهازان عن الإرسال وينتظران فترة عشوائية قبل المحاولة مرة أخرى.
تستخدم شبكات إيثرنت الحديثة في المقام الأول طوبولوجيا النجمة وتعتمد على محولات إيثرنت، مما يجعل الاصطدامات شبه مستحيلة. يتم توجيه البيانات من منفذ إلى آخر، ولا تتم مشاركتها عبر جميع المنافذ كما هو الحال في شبكة إيثرنت الأقدم القائمة على الناقل.
يبدأ كل إطار Ethernet بمقدمة ومحدد إطار البداية، متبوعًا بعنوان الوجهة والمصدر، ونوع الحقل، والحمولة، وينتهي بتسلسل فحص الإطار. تعتمد العنونة على عناوين التحكم في الوصول إلى الوسائط (MAC)، والمعرفات الفريدة المخصصة لكل جهاز.
تحليل السمات الرئيسية للإيثرنت
الملامح الرئيسية للإيثرنت هي:
- قابلية التوسع: تطورت سرعة الإيثرنت من 10 ميجابت في الثانية إلى ما يصل إلى 100 جيجابت في الثانية، وما بعدها.
- مصداقية: تستخدم شبكة Ethernet نموذجًا بسيطًا ولكنه قوي لنقل البيانات يضمن سلامة البيانات وموثوقيتها.
- كشف الاصطدام: استخدمت شبكة Ethernet المبكرة CSMA/CD للتعامل مع تضارب البيانات. لا تواجه شبكات Ethernet الحديثة أي تصادمات أبدًا بسبب استخدام المحولات والتشغيل المزدوج الكامل.
- التنوع الطوبولوجي: يمكن أن تدعم Ethernet طبولوجيا الشبكة المختلفة، بما في ذلك الناقل والنجمة والشجرة، مما يجعلها قابلة للتكيف مع متطلبات الشبكة المختلفة.
- التوحيد القياسي: تخضع شبكة Ethernet لمعيار IEEE 802.3، مما يضمن التوافق وقابلية التشغيل البيني بين أجهزة البائعين المختلفة.
أنواع الإيثرنت: جدول تفصيلي
| يكتب | سرعة | واسطة |
|---|---|---|
| إيثرنت (10BASE-T) | 10 ميجابت في الثانية | الزوج الملتوي |
| إيثرنت سريع (100BASE-TX) | 100 ميجابت في الثانية | الزوج الملتوي |
| جيجابت إيثرنت (1000BASE-T) | 1 جيجابت في الثانية | الزوج الملتوي |
| 10 جيجابت إيثرنت (10GBASE-T) | 10 جيجابت في الثانية | زوج ملتوي، فايبر |
| 25 جيجابت إيثرنت | 25 جيجابت في الثانية | الفيبر |
| 40 جيجابت إيثرنت | 40 جيجابت في الثانية | الفيبر |
| 100 جيجابت إيثرنت | 100 جيجابت في الثانية | الفيبر |
| 200 جيجابت إيثرنت | 200 جيجابت في الثانية | الفيبر |
| 400 جيجابت إيثرنت | 400 جيجابت في الثانية | الفيبر |
طرق استخدام الإيثرنت والمشاكل والحلول
يتم استخدام Ethernet بشكل أساسي لأجهزة الكمبيوتر المتصلة بالشبكات داخل المنطقة المحلية، كما هو الحال في المنازل والمكاتب ومراكز البيانات. فهو يتيح مشاركة الموارد مثل الملفات والطابعات واتصالات الإنترنت.
على الرغم من المزايا العديدة التي تتمتع بها شبكة Ethernet، إلا أنها لا تخلو من المشكلات. يمكن أن يشمل ذلك ازدحام الشبكة، وتدهور الإشارة عبر أطوال الكابلات الطويلة، والمخاوف الأمنية. ومع ذلك، يمكن تخفيف هذه المشكلات في كثير من الأحيان من خلال تصميم الشبكة المناسب، مثل استخدام المحولات لتقسيم الشبكة إلى مجالات تصادم أصغر، واستخدام أجهزة إعادة الإرسال أو الألياف الضوئية للاتصالات بعيدة المدى، وتنفيذ تدابير أمان الشبكة مثل جدران الحماية والشبكات الخاصة الافتراضية (VPNs). ).
مقارنة مع تقنيات مماثلة
تتنافس شبكة Ethernet في المقام الأول مع شبكة Wi-Fi في البيئات المنزلية والمكتبية ومع تقنيات مثل تبديل الملصقات المتعددة البروتوكولات (MPLS) والشبكات المعرفة بالبرمجيات (SDN) في الشبكات الأكبر. في حين توفر شبكة Wi-Fi سهولة الوصول اللاسلكي، توفر شبكة Ethernet عادةً سرعات أعلى وزمن وصول أقل واتصالات أكثر موثوقية. توفر MPLS وSDN ميزات متقدمة للشبكات واسعة النطاق التي تتجاوز نطاق Ethernet، ولكنها تتطلب أيضًا بنية تحتية وإدارة أكثر تطورًا.
وجهات النظر والتقنيات المستقبلية المتعلقة بالإيثرنت
تستمر شبكة Ethernet في التطور، مع تركيز البحث والتطوير على زيادة معدلات نقل البيانات، وتقليل زمن الوصول، وتحسين الكفاءة، وضمان التوافق مع الأجهزة الموجودة. تتضمن بعض التطورات القادمة في شبكة إيثرنت Terabit Ethernet (TbE)، والتي تهدف إلى تحقيق معدلات نقل بيانات تبلغ 1 تيرابت في الثانية، والتطورات في Power Over Ethernet (PoE)، مما يسمح بإمداد طاقة أكبر عبر كابلات Ethernet.
الخوادم الوكيلة وارتباطها بالإيثرنت
تعمل الخوادم الوكيلة كوسطاء في نقل البيانات، مما يسمح بتعزيز التحكم والأمان والوظائف. في شبكة إيثرنت، يمكن أن يكون الخادم الوكيل أحد الأجهزة المتصلة، حيث يقوم بإدارة حركة البيانات للأجهزة الأخرى على الشبكة. يمكن أن تساعد الخوادم الوكيلة في فرض سياسات الأمان، وتوفير التخزين المؤقت للبيانات لتحسين الأداء، والسماح بالوصول المتحكم إلى الإنترنت في شبكة Ethernet.
روابط ذات علاقة
لمزيد من القراءة والمزيد من المعلومات المتعمقة حول Ethernet، خذ بعين الاعتبار الموارد التالية:
- IEEE 802.3 مجموعة عمل إيثرنت: إيي 802.3
- مقدمة إلى شبكة إيثرنت من شركة سيسكو: تقنيات إيثرنت – سيسكو
- دليل مفصل عن الإيثرنت: البرنامج التعليمي لشبكة Ethernet - الشبكة المحلية (LAN)، والكابلات، والموصلات، والمحولات
مع استمرار تطور تقنية Ethernet، فإنها ستظل بلا شك تقنية العمود الفقري لشبكات البيانات في جميع أنحاء العالم. إن بساطته وتعدد استخداماته وموثوقيته تجعله خيارًا ممتازًا للشبكات من أي حجم، بدءًا من الأجهزة المنزلية الصغيرة وحتى البنية التحتية الواسعة للإنترنت. باستخدام OneProxy، يمكنك الاستفادة من قوة تقنية Ethernet مع الاستفادة من التحكم والأمان الذي توفره خوادم الوكيل.
