イーサネットは、ローカル エリア ネットワーク (LAN)、メトロポリタン エリア ネットワーク (MAN)、およびワイド エリア ネットワーク (WAN) で一般的に使用されるコンピュータ ネットワーキング テクノロジのファミリーです。イーサネットは、コンピュータ、ルーター、スイッチなどのローカル エリア ネットワーク内のデバイスを接続するために使用されます。これにより、特定のイーサネット規格とプロトコルの実装を通じてデータ交換が可能になります。
イーサネットの歴史と最初の言及
イーサネットは、1970 年代初頭にゼロックスのパロアルト研究センター (PARC) の研究者であるロバート メトカーフによって最初に考案されました。彼と同僚は、会社の「Alto」コンピュータを共有プリンタに接続するシステムに取り組んでいました。イーサネットの最初の概念は、1973 年にメトカーフによって書かれたメモの中で概説されており、そこでメトカーフはイーサの形状に似た接続デバイスの基本図を描きました。
このアイデアは後に、より洗練されたネットワーク アーキテクチャに発展しました。ゼロックスは 1975 年に特許を出願し、イーサネットの標準化は 1980 年のイーサネット バージョン 1 仕様の作成から始まりました。IEEE 802.3 として知られる公式のイーサネット標準は、1983 年に電気電子学会 (IEEE) によって発行されました。それ以来、イーサネットは成長し、進化してきましたが、中心となる概念は、コンピュータを接続してデータを転送するためのシンプルで堅牢な方法として変わっていません。
トピックの拡張: イーサネットに関する詳細情報
イーサネットは、ノードがネットワーク上でパケット内のメッセージを送信するという考えに基づいています。イーサネット ネットワークでは、すべてのデバイスが中央のケーブル、つまり「バス」に接続され、データはフレームと呼ばれる小さなパケットとして送信されます。各フレームには、送信元アドレスと宛先アドレス、エラーチェックコード、およびペイロードデータが含まれます。
イーサネットは、スター、ツリー、バスなどのさまざまなネットワーク アーキテクチャをサポートします。ただし、現在最も一般的なのは、スターの中心にイーサネット スイッチを備えたスター トポロジです。この設定により、パケット衝突の可能性が減り、データ転送の効率と信頼性が向上します。
イーサネットはその誕生以来、大幅に進化してきました。データ伝送速度は、当初の 10 メガビット/秒 (Mbps) から、高速イーサネット (100 Mbps)、ギガビット イーサネット (1 Gbps)、10 ギガビット イーサネット、40 ギガビット イーサネット、さらには 100 ギガビット イーサネットへと高速化されました。この幅広い範囲により、ホーム ネットワークからデータ センター、インターネット バックボーンに至るまで、さまざまなユーザーのニーズに対応できます。
イーサネットの内部構造: 仕組み
イーサネットは、CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) として知られるプロトコルに基づいて動作します。イーサネットの初期の形式では、すべてのデバイスが 1 本のケーブルに接続され、回線が空いているときに各デバイスがデータを送信できました。 2 つのデバイスが同時に送信すると、衝突が発生し、デバイスは送信を停止し、ランダムな期間待機してから再試行します。
最新のイーサネット ネットワークは主にスター トポロジを使用し、イーサネット スイッチに基づいているため、衝突はほぼ不可能です。データはあるポートから別のポートに送信され、古いバスベースのイーサネットのようにすべてのポートで共有されるわけではありません。
すべてのイーサネット フレームは、プリアンブルと開始フレーム区切り文字で始まり、宛先アドレスと送信元アドレス、タイプ フィールド、ペイロードが続き、フレーム チェック シーケンスで終わります。アドレス指定は、各デバイスに割り当てられる一意の識別子であるメディア アクセス コントロール (MAC) アドレスに基づいています。
イーサネットの主な機能の分析
イーサネットの主な機能は次のとおりです。
- スケーラビリティ: イーサネットの速度は 10 Mbps から最大 100 Gbps、そしてそれ以上に進化しました。
- 信頼性: イーサネットは、データの整合性と信頼性を保証する、シンプルかつ堅牢なデータ伝送モデルを使用しています。
- 衝突検知: 初期のイーサネットでは、CSMA/CD を使用してデータ衝突を処理しました。最新のイーサネット ネットワークでは、スイッチの使用と全二重動作により、衝突がほとんど発生しません。
- トポロジーの多様性: イーサネットは、バス、スター、ツリーなどのさまざまなネットワーク トポロジをサポートし、さまざまなネットワーク要件に適応できます。
- 標準化: イーサネットは IEEE 802.3 標準によって管理されており、異なるベンダーのデバイス間の互換性と相互運用性が保証されています。
イーサネットの種類: 詳細表
| タイプ | スピード | 中くらい |
|---|---|---|
| イーサネット(10BASE-T) | 10Mbps | ツイストペア |
| ファストイーサネット(100BASE-TX) | 100Mbps | ツイストペア |
| ギガビットイーサネット(1000BASE-T) | 1Gbps | ツイストペア |
| 10ギガビットイーサネット(10GBASE-T) | 10Gbps | ツイストペア、ファイバー |
| 25ギガビットイーサネット | 25Gbps | ファイバ |
| 40ギガビットイーサネット | 40Gbps | ファイバ |
| 100ギガビットイーサネット | 100Gbps | ファイバ |
| 200ギガビットイーサネット | 200Gbps | ファイバ |
| 400ギガビットイーサネット | 400Gbps | ファイバ |
イーサネットの使用方法、問題、および解決策
イーサネットは主に、家庭、オフィス、データ センターなどのローカル エリア内のコンピュータのネットワーク接続に使用されます。ファイル、プリンター、インターネット接続などのリソースの共有が可能になります。
イーサネットには多くの利点がありますが、問題がないわけではありません。これらには、ネットワークの輻輳、長いケーブルによる信号の劣化、セキュリティ上の懸念などが含まれる可能性があります。ただし、これらの問題は、スイッチを使用してネットワークを小さなコリジョン ドメインに分割したり、リピーターや光ファイバーを長距離通信に使用したり、ファイアウォールや仮想プライベート ネットワーク (VPN) などのネットワーク セキュリティ対策を実装したりするなど、適切なネットワーク設計によって軽減できることがよくあります。 ）。
類似技術との比較
イーサネットは主に、家庭やオフィス環境では Wi-Fi と競合し、大規模ネットワークではマルチプロトコル ラベル スイッチング (MPLS) やソフトウェア デファインド ネットワーク (SDN) などのテクノロジーと競合します。 Wi-Fi はワイヤレス アクセスの利便性を提供しますが、通常、イーサネットは高速、低遅延、より信頼性の高い接続を提供します。 MPLS と SDN は、イーサネットの範囲を超える大規模ネットワーク向けの高度な機能を提供しますが、より高度なインフラストラクチャと管理も必要とします。
Ethernetに関する展望と将来技術
イーサネットは進化を続けており、データ転送速度の向上、遅延の短縮、効率の向上、既存の機器との下位互換性の確保に重点を置いた研究開発が行われています。今後のイーサネットの進歩には、毎秒 1 テラビットのデータ転送速度の達成を目指すテラビット イーサネット (TbE) や、イーサネット ケーブル経由での電力供給の増加を可能にするパワー オーバー イーサネット (PoE) の進歩などがあります。
プロキシ サーバーとそのイーサネットとの関連付け
プロキシ サーバーはデータ送信の仲介者として機能し、制御、セキュリティ、機能の強化を可能にします。イーサネット ネットワークでは、プロキシ サーバーが接続されたデバイスの 1 つとなり、ネットワーク上の他のデバイスのデータ トラフィックを管理することがあります。プロキシ サーバーは、セキュリティ ポリシーを適用し、データ キャッシュを提供してパフォーマンスを向上させ、イーサネット ネットワーク内のインターネットへの制御されたアクセスを可能にするのに役立ちます。
関連リンク
イーサネットに関するさらなる資料と詳細情報については、次のリソースを参照してください。
- IEEE 802.3 イーサネットワーキンググループ: IEEE 802.3
- シスコによるイーサネットの紹介: イーサネット テクノロジー – Cisco
- イーサネットに関する詳細ガイド: イーサネット チュートリアル – LAN、ケーブル、コネクタ、スイッチ
イーサネット テクノロジーは進化し続けるため、間違いなく世界中のデータ ネットワークのバックボーン テクノロジーであり続けるでしょう。そのシンプルさ、多用途性、信頼性により、小規模な家庭用セットアップからインターネットの広大なインフラストラクチャに至るまで、あらゆる規模のネットワークにとって優れた選択肢となります。 OneProxy を使用すると、プロキシ サーバーによって提供される制御とセキュリティの恩恵を受けながら、イーサネット テクノロジーの堅牢性を活用できます。
