اترنت خانواده ای از فناوری های شبکه کامپیوتری است که معمولاً در شبکه های محلی (LAN)، شبکه های شهری (MAN) و شبکه های گسترده (WAN) استفاده می شود. اترنت برای اتصال دستگاه‌ها در یک شبکه محلی مانند رایانه‌ها، روترها و سوئیچ‌ها استفاده می‌شود. این امکان تبادل داده از طریق اجرای استانداردها و پروتکل های اترنت خاص را فراهم می کند.
تاریخچه و اولین ذکر اترنت
اترنت اولین بار در اوایل دهه 1970 توسط رابرت متکالف، محققی در مرکز تحقیقات پالو آلتو زیراکس (PARC) شکل گرفت. او و همکارانش روی سیستمی کار می کردند که کامپیوترهای Alto شرکت را به یک چاپگر مشترک متصل کند. مفهوم اولیه اترنت در یادداشتی توسط متکالف در سال 1973 بیان شد، جایی که او یک نمودار اساسی از دستگاه های متصل را ترسیم کرد که شبیه شکل اتر بود.
این ایده بعداً به یک معماری شبکه پیچیده تر تبدیل شد. زیراکس یک درخواست ثبت اختراع در سال 1975 ثبت کرد و استانداردسازی اترنت با ایجاد مشخصات اترنت نسخه 1 در سال 1980 آغاز شد. استاندارد رسمی اترنت که با نام IEEE 802.3 شناخته می شود سپس توسط موسسه مهندسین برق و الکترونیک (IEEE) در سال 1983 منتشر شد. از آن زمان، اترنت رشد کرده و تکامل یافته است، اما مفهوم اصلی یکسان است - یک روش ساده و قوی برای اتصال کامپیوترها و انتقال داده ها.
گسترش موضوع: اطلاعات دقیق درباره اترنت
اترنت مبتنی بر ایده گره هایی است که پیام ها را در بسته ها در سراسر شبکه ارسال می کنند. در یک شبکه اترنت، همه دستگاه ها به یک کابل مرکزی یا «گذرگاه» متصل می شوند و داده ها به صورت بسته های کوچکی به نام فریم منتقل می شوند. هر فریم شامل آدرس های مبدا و مقصد، کد بررسی خطا و داده های بار است.
اترنت از معماری های مختلف شبکه از جمله ستاره، درخت و گذرگاه پشتیبانی می کند. با این حال، امروزه رایج ترین توپولوژی ستاره است، با یک سوئیچ اترنت در مرکز ستاره. این تنظیمات احتمال برخورد بسته ها را کاهش می دهد و کارایی و قابلیت اطمینان انتقال داده را بهبود می بخشد.
اترنت از زمان پیدایش به طور قابل توجهی تکامل یافته است. سرعت انتقال اطلاعات خود را از 10 مگابیت در ثانیه (Mbps) اولیه به اترنت سریع (100 مگابیت در ثانیه)، اترنت گیگابیتی (1 گیگابیت در ثانیه)، اترنت 10 گیگابیتی، اترنت 40 گیگابیتی و حتی اترنت 100 گیگابیتی افزایش داده است. این طیف گسترده به آن اجازه می دهد تا نیازهای کاربران مختلف، از شبکه های خانگی گرفته تا مراکز داده و ستون فقرات اینترنت را برآورده کند.
ساختار داخلی اترنت: چگونه کار می کند
اترنت بر اساس پروتکلی به نام Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD) عمل می کند. در شکل اولیه اترنت، همه دستگاه‌ها به یک کابل متصل بودند و هر دستگاه می‌توانست زمانی که خط آزاد بود، داده ارسال کند. اگر دو دستگاه به طور همزمان مخابره شوند، یک برخورد رخ می دهد و دستگاه ها انتقال را متوقف می کنند و قبل از تلاش مجدد برای یک دوره تصادفی منتظر می مانند.
شبکه‌های اترنت مدرن عمدتاً از توپولوژی ستاره‌ای استفاده می‌کنند و بر پایه سوئیچ‌های اترنت هستند و برخورد را تقریبا غیرممکن می‌کنند. داده‌ها از یک پورت به پورت دیگر هدایت می‌شوند، مانند اترنت قدیمی‌تر مبتنی بر اتوبوس، در همه پورت‌ها به اشتراک گذاشته نمی‌شوند.
هر فریم اترنت با یک مقدمه و یک جداکننده فریم شروع شروع می شود، به دنبال آن آدرس های مقصد و مبدا، نوع فیلد، بارگذاری بار، و با یک دنباله بررسی فریم پایان می یابد. آدرس دهی بر اساس آدرس های Media Access Control (MAC)، شناسه های منحصر به فرد اختصاص داده شده به هر دستگاه است.
تجزیه و تحلیل ویژگی های کلیدی اترنت
ویژگی های اصلی اترنت عبارتند از:
- مقیاس پذیری: سرعت اترنت از 10 مگابیت در ثانیه به 100 گیگابیت در ثانیه و حتی فراتر از آن رسیده است.
- قابلیت اطمینان: اترنت از یک مدل انتقال داده ساده و در عین حال قوی استفاده می کند که یکپارچگی و قابلیت اطمینان داده ها را تضمین می کند.
- تشخیص برخورد: اترنت اولیه از CSMA/CD برای رسیدگی به برخورد داده ها استفاده می کرد. شبکه های اترنت مدرن به دلیل استفاده از سوئیچ ها و عملکرد تمام دوبلکس تقریباً هرگز با برخورد مواجه نمی شوند.
- تطبیق پذیری توپولوژیکی: اترنت می تواند توپولوژی های مختلف شبکه از جمله گذرگاه، ستاره و درخت را پشتیبانی کند و آن را با نیازهای مختلف شبکه سازگار کند.
- استاندارد سازی: اترنت توسط استاندارد IEEE 802.3 اداره می شود که از سازگاری و قابلیت همکاری بین دستگاه های فروشندگان مختلف اطمینان حاصل می کند.
انواع اترنت: یک جدول تفصیلی
| تایپ کنید | سرعت | متوسط |
|---|---|---|
| اترنت (10BASE-T) | 10 مگابیت بر ثانیه | جفت پیچ خورده |
| اترنت سریع (100BASE-TX) | 100 مگابیت بر ثانیه | جفت پیچ خورده |
| Gigabit Ethernet (1000BASE-T) | 1 گیگابیت بر ثانیه | جفت پیچ خورده |
| اترنت 10 گیگابیتی (10GBASE-T) | 10 گیگابیت بر ثانیه | جفت پیچ خورده، فیبر |
| اترنت 25 گیگابیتی | 25 گیگابیت بر ثانیه | فیبر |
| اترنت 40 گیگابیت | 40 گیگابیت بر ثانیه | فیبر |
| اترنت 100 گیگابیتی | 100 گیگابیت بر ثانیه | فیبر |
| اترنت 200 گیگابیتی | 200 گیگابیت بر ثانیه | فیبر |
| اترنت 400 گیگابیتی | 400 گیگابیت بر ثانیه | فیبر |
راه های استفاده از اترنت، مشکلات و راه حل ها
اترنت عمدتاً برای شبکه‌سازی رایانه‌ها در یک منطقه محلی مانند خانه‌ها، ادارات و مراکز داده استفاده می‌شود. به اشتراک گذاری منابع مانند فایل ها، چاپگرها و اتصالات اینترنتی را امکان پذیر می کند.
با وجود مزایای فراوان، اترنت بدون مشکل نیست. این موارد می تواند شامل تراکم شبکه، تخریب سیگنال در طول کابل طولانی و نگرانی های امنیتی باشد. با این حال، این مشکلات اغلب با طراحی شبکه مناسب، مانند استفاده از سوئیچ‌ها برای تقسیم شبکه به حوزه‌های برخورد کوچکتر، استفاده از تکرارکننده‌ها یا فیبر نوری برای ارتباطات از راه دور، و اجرای اقدامات امنیتی شبکه مانند فایروال‌ها و شبکه‌های خصوصی مجازی (VPN) قابل کاهش هستند. ).
مقایسه با فناوری های مشابه
اترنت در درجه اول با Wi-Fi در محیط های خانگی و اداری و با فناوری هایی مانند تعویض برچسب چند پروتکلی (MPLS) و شبکه های تعریف شده نرم افزاری (SDN) در شبکه های بزرگتر رقابت می کند. در حالی که Wi-Fi سهولت دسترسی بی سیم را ارائه می دهد، اترنت معمولاً سرعت بالاتر، تأخیر کمتر و اتصالات قابل اطمینان تری را ارائه می دهد. MPLS و SDN ویژگی های پیشرفته ای را برای شبکه های مقیاس بزرگ ارائه می دهند که فراتر از محدوده اترنت هستند، اما به زیرساخت ها و مدیریت پیچیده تری نیز نیاز دارند.
چشم اندازها و فناوری های آینده مرتبط با اترنت
اترنت با تمرکز بر افزایش نرخ انتقال داده، کاهش تأخیر، بهبود کارایی و اطمینان از سازگاری با تجهیزات موجود، به تکامل خود ادامه می دهد. برخی از پیشرفت‌های اترنت آتی عبارتند از Terabit Ethernet (TbE) که هدف آن دستیابی به نرخ انتقال داده 1 ترابیت در ثانیه است و پیشرفت‌های Power Over Ethernet (PoE) که امکان تامین برق بیشتر از طریق کابل‌های اترنت را فراهم می‌کند.
سرورهای پروکسی و ارتباط آنها با اترنت
سرورهای پروکسی به عنوان واسطه در انتقال داده ها عمل می کنند و امکان کنترل، امنیت و عملکرد بهتر را فراهم می کنند. در یک شبکه اترنت، یک سرور پروکسی می‌تواند یکی از دستگاه‌های متصل باشد که ترافیک داده را برای سایر دستگاه‌های موجود در شبکه مدیریت می‌کند. سرورهای پراکسی می‌توانند به اجرای سیاست‌های امنیتی کمک کنند، ذخیره‌سازی داده‌ها را برای بهبود عملکرد فراهم کنند و امکان دسترسی کنترل‌شده به اینترنت در شبکه اترنت را فراهم کنند.
لینک های مربوطه
برای مطالعه بیشتر و اطلاعات بیشتر در مورد اترنت، منابع زیر را در نظر بگیرید:
- گروه کاری اترنت IEEE 802.3: IEEE 802.3
- معرفی اترنت توسط سیسکو: فن آوری های اترنت - سیسکو
- راهنمای دقیق در مورد اترنت: آموزش اترنت – LAN، کابل ها، اتصالات، سوئیچ
همانطور که فناوری اترنت به تکامل خود ادامه می دهد، بدون شک به عنوان یک فناوری ستون فقرات برای شبکه های داده در سراسر جهان ادامه خواهد داد. سادگی، تطبیق پذیری و قابلیت اطمینان آن، آن را به گزینه ای عالی برای شبکه های با هر اندازه ای، از راه اندازی خانه های کوچک گرفته تا زیرساخت وسیع اینترنت تبدیل کرده است. با OneProxy، می توانید از استحکام فناوری اترنت بهره ببرید و در عین حال از کنترل و امنیت ارائه شده توسط سرورهای پراکسی بهره مند شوید.
