Ethernet to rodzina technologii sieci komputerowych powszechnie stosowanych w sieciach lokalnych (LAN), sieciach metropolitalnych (MAN) i sieciach rozległych (WAN). Ethernet służy do łączenia urządzeń w sieci lokalnej, takich jak komputery, routery i przełączniki. Umożliwia wymianę danych poprzez implementację określonych standardów i protokołów Ethernet.
Historia i pierwsza wzmianka o sieci Ethernet
Ethernet został po raz pierwszy wymyślony na początku lat 70. XX wieku przez Roberta Metcalfe’a, badacza z Centrum Badawczego Palo Alto (PARC) firmy Xerox. On i jego współpracownicy pracowali nad systemem umożliwiającym podłączenie firmowych komputerów „Alto” do wspólnej drukarki. Początkowa koncepcja Ethernetu została opisana w notatce Metcalfe'a z 1973 roku, w której narysował on podstawowy schemat podłączonych urządzeń przypominających kształtem eter.
Pomysł ten później przekształcił się w bardziej wyrafinowaną architekturę sieci. Firma Xerox złożyła wniosek patentowy w 1975 r., a standaryzacja Ethernetu rozpoczęła się wraz ze stworzeniem specyfikacji Ethernet w wersji 1 w 1980 r. Oficjalny standard Ethernet, znany jako IEEE 802.3, został następnie opublikowany przez Instytut Inżynierów Elektryków i Elektroników (IEEE) w 1983 r. Od tego czasu Ethernet rozwinął się i ewoluował, ale podstawowa koncepcja pozostaje ta sama – prosta, niezawodna metoda łączenia komputerów i przesyłania danych.
Rozszerzenie tematu: Szczegółowe informacje o sieci Ethernet
Ethernet opiera się na idei węzłów wysyłających wiadomości w pakietach przez sieć. W sieci Ethernet wszystkie urządzenia są podłączone do centralnego kabla, zwanego „magistralą”, a dane są przesyłane w postaci małych pakietów zwanych ramkami. Każda ramka zawiera adresy źródłowe i docelowe, kod sprawdzający błędy i dane ładunku.
Ethernet obsługuje różne architektury sieciowe, w tym gwiazdę, drzewo i magistralę. Jednak obecnie najpowszechniejszą jest topologia gwiazdy z przełącznikiem Ethernet w środku gwiazdy. Taka konfiguracja zmniejsza możliwość kolizji pakietów, poprawiając wydajność i niezawodność przesyłania danych.
Ethernet znacznie ewoluował od momentu jego powstania. Zwiększyła prędkość transmisji danych z pierwotnych 10 megabitów na sekundę (Mbps) do fast Ethernet (100 Mbps), gigabit Ethernet (1 Gbps), 10-gigabit Ethernet, 40-gigabit Ethernet, a nawet 100-gigabit Ethernet. Tak szeroka oferta pozwala zaspokoić potrzeby różnych użytkowników, od sieci domowych po centra danych i szkielety Internetu.
Wewnętrzna struktura Ethernetu: jak to działa
Ethernet działa w oparciu o protokół znany jako Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD). W początkowej formie Ethernetu wszystkie urządzenia były podłączone do jednego kabla, a każde urządzenie mogło wysyłać dane, gdy linia była wolna. Jeśli dwa urządzenia transmitowały w tym samym czasie, doszłoby do kolizji, a urządzenia przestałyby nadawać i czekały przez losowy okres przed ponowną próbą.
Nowoczesne sieci Ethernet wykorzystują przede wszystkim topologię gwiazdy i opierają się na przełącznikach Ethernet, co sprawia, że kolizje są prawie niemożliwe. Dane są kierowane z jednego portu do drugiego, a nie współdzielone przez wszystkie porty, jak w starszym Ethernecie opartym na magistrali.
Każda ramka Ethernet zaczyna się od preambuły i początkowego ogranicznika ramki, po których następują adresy docelowe i źródłowe, pole typu, ładunek i kończy się sekwencją sprawdzania ramki. Adresowanie opiera się na adresach Media Access Control (MAC), unikalnych identyfikatorach przypisanych do każdego urządzenia.
Analiza kluczowych cech Ethernetu
Główne cechy Ethernetu to:
- Skalowalność: Szybkość sieci Ethernet ewoluowała od 10 Mb/s do 100 Gb/s i dalej.
- Niezawodność: Ethernet wykorzystuje prosty, ale solidny model transmisji danych, który zapewnia integralność i niezawodność danych.
- Wykrywanie kolizji: Wczesny Ethernet wykorzystywał CSMA/CD do obsługi kolizji danych. W nowoczesnych sieciach Ethernet prawie nigdy nie dochodzi do kolizji ze względu na zastosowanie przełączników i pracę w trybie pełnego dupleksu.
- Wszechstronność topologiczna: Ethernet może obsługiwać różne topologie sieci, w tym magistralę, gwiazdę i drzewo, dzięki czemu można go dostosować do różnych wymagań sieciowych.
- Normalizacja: Ethernet jest regulowany przez standard IEEE 802.3, zapewniający kompatybilność i interoperacyjność pomiędzy urządzeniami różnych dostawców.
Rodzaje Ethernetu: szczegółowa tabela
| Typ | Prędkość | Średni |
|---|---|---|
| Ethernet (10BASE-T) | 10 Mb/s | Zakręcona para |
| Szybki Ethernet (100BASE-TX) | 100 Mb/s | Zakręcona para |
| Gigabitowy Ethernet (1000BASE-T) | 1 Gb/s | Zakręcona para |
| 10-gigabitowy Ethernet (10GBASE-T) | 10 Gb/s | Skrętka, włókno |
| 25-gigabitowy Ethernet | 25 Gb/s | Błonnik |
| 40-gigabitowy Ethernet | 40 Gb/s | Błonnik |
| 100-gigabitowy Ethernet | 100 Gb/s | Błonnik |
| 200-gigabitowy Ethernet | 200 Gb/s | Błonnik |
| 400-gigabitowy Ethernet | 400 Gb/s | Błonnik |
Sposoby wykorzystania Ethernetu, problemy i rozwiązania
Ethernet jest używany głównie do łączenia komputerów w sieć lokalną, na przykład w domach, biurach i centrach danych. Umożliwia udostępnianie zasobów, takich jak pliki, drukarki i połączenia internetowe.
Pomimo wielu zalet, Ethernet nie jest pozbawiony problemów. Mogą one obejmować przeciążenie sieci, degradację sygnału na długich kablach i problemy związane z bezpieczeństwem. Jednak problemy te często można złagodzić poprzez odpowiedni projekt sieci, na przykład użycie przełączników do podziału sieci na mniejsze domeny kolizyjne, użycie wzmacniaczy lub światłowodów do komunikacji na duże odległości oraz wdrożenie środków bezpieczeństwa sieci, takich jak zapory ogniowe i wirtualne sieci prywatne (VPN). ).
Porównanie z podobnymi technologiami
Ethernet konkuruje przede wszystkim z Wi-Fi w środowiskach domowych i biurowych oraz z technologiami takimi jak Multi-Protocol Label Switching (MPLS) i Software Defined Networking (SDN) w większych sieciach. Podczas gdy Wi-Fi zapewnia wygodę dostępu bezprzewodowego, Ethernet zwykle zapewnia wyższe prędkości, mniejsze opóźnienia i bardziej niezawodne połączenia. MPLS i SDN oferują zaawansowane funkcje dla sieci o dużej skali, które wykraczają poza zakres Ethernetu, ale wymagają również bardziej zaawansowanej infrastruktury i zarządzania.
Perspektywy i przyszłe technologie związane z Ethernetem
Ethernet stale ewoluuje, a badania i rozwój skupiają się na zwiększaniu szybkości przesyłania danych, zmniejszaniu opóźnień, poprawie wydajności i zapewnianiu kompatybilności wstecznej z istniejącym sprzętem. Niektóre z nadchodzących udoskonaleń sieci Ethernet obejmują Terabit Ethernet (TbE), którego celem jest osiągnięcie szybkości przesyłania danych na poziomie 1 terabita na sekundę, oraz ulepszenia Power Over Ethernet (PoE), umożliwiające większe zasilanie przez okablowanie Ethernet.
Serwery proxy i ich powiązania z siecią Ethernet
Serwery proxy pełnią rolę pośredników w transmisji danych, zapewniając lepszą kontrolę, bezpieczeństwo i funkcjonalność. W sieci Ethernet serwer proxy może być jednym z podłączonych urządzeń, zarządzającym ruchem danych dla innych urządzeń w sieci. Serwery proxy mogą pomóc w egzekwowaniu zasad bezpieczeństwa, zapewnić buforowanie danych w celu zwiększenia wydajności i umożliwić kontrolowany dostęp do Internetu w sieci Ethernet.
powiązane linki
Aby uzyskać dalszą lekturę i bardziej szczegółowe informacje na temat sieci Ethernet, zapoznaj się z następującymi zasobami:
- Grupa robocza IEEE 802.3 Ethernet: IEEE 802.3
- Wprowadzenie do Ethernetu firmy Cisco: Technologie Ethernet – Cisco
- Szczegółowy przewodnik po sieci Ethernet: Samouczek dotyczący Ethernetu – sieć LAN, kable, złącza, przełącznik
W miarę ciągłego rozwoju technologii Ethernet niewątpliwie pozostanie ona technologią szkieletową dla sieci danych na całym świecie. Jego prostota, wszechstronność i niezawodność sprawiają, że jest to doskonały wybór dla sieci dowolnej wielkości, od małych konfiguracji domowych po rozległą infrastrukturę internetową. Dzięki OneProxy możesz wykorzystać solidność technologii Ethernet, jednocześnie korzystając z kontroli i bezpieczeństwa oferowanych przez serwery proxy.
