Interesant

Ce este Ethernet IEEE 802.3

Ce este Ethernet IEEE 802.3

Ethernet, IEEE 802.3, este unul dintre cele mai utilizate standarde pentru rețele de calculatoare și comunicații generale de date. Este utilizat pe scară largă în toate formele de rețea de date, de la conectarea la hub-urile Wi-Fi de acasă la rețelele de date de afaceri și rețelele de telecomunicații.

Standardul Ethernet a fost utilizat de mulți ani, fiind actualizat constant pentru a îndeplini cerințele tehnologiei în creștere. Viteza de comunicare a datelor a crescut constant, iar Ethernet, IEEE 802.3 și-a mărit viteza în consecință.

Deși pentru mulți, Ethernet este familiar, deoarece conexiunile Ethernet sunt utilizate pe scară largă pentru acasă pentru conexiuni prin cablu între computere și hub-uri de bandă largă, dar oferă, de asemenea, conectivitatea esențială pentru sistemele de rețea de date utilizate în întreprinderile mari.

Ethernet este probabil cel mai cunoscut din cauza cablurilor scurte de patch-uri Ethernet cu conectorii lor RJ45, care sunt folosite pentru a conecta majoritatea computerelor desktop la routerele de rețea de date. Acestea fac conexiunile Ethernet foarte ușor de realizat, sporind astfel ușurința de utilizare și popularitatea tehnologiei Ethernet.

În consecință, Ethernet formează tehnologia de bază pentru conectivitate pentru majoritatea rețelelor locale în zilele noastre. Versiuni ale acestuia au fost concepute și pentru întreprinderi mai mari. Carrier Ethernet este un exemplu al modului în care tehnologia a fost adaptată pentru a fi utilizată de operatorii de rețea sau de operatorii de transport.

Istoria Ethernet

Standardul Ethernet a fost dezvoltat pentru prima dată de Xerox Corporation ca sistem experimental pe bază de cablu coaxial în anii 1970. Folosind un protocol Carrier Sense Multiple Access / Collision Detect (CSMA / CD) pentru a permite mai multor utilizatori, acesta a fost destinat utilizării cu rețele LAN care au fost susceptibile de a experimenta utilizarea sporadică cu o utilizare grea ocazională.

Succesul proiectului Ethernet original a dus la dezvoltarea comună a unui standard de 10 Mbps în 1980. De data aceasta au fost implicate trei companii: Digital Equipment Corporation, Intel și Xerox.

Specificația Ethernet versiunea 1 care a apărut din această dezvoltare a constituit baza pentru primul standard IEEE 802.3 care a fost aprobat în 1983 și, în cele din urmă, publicat ca standard oficial în 1985.

De când au fost scrise și aprobate primele standarde Ethernet, au fost introduse multe actualizări pentru a menține standardul Ethernet în conformitate cu cele mai noi tehnologii care devin disponibile.

Elemente de rețea Ethernet

LAN-ul Ethernet IEEE 802.3 poate fi considerat a fi format din două elemente principale:

  • Interconectare media: Mediul prin care se propagă semnalele este de o mare importanță în cadrul sistemului de rețea Ethernet. Acesta guvernează majoritatea proprietăților care determină viteza cu care datele pot fi transmise. Există o serie de opțiuni care pot fi utilizate:
    • Cablu coaxial: Acesta a fost unul dintre primele tipuri de medii de interconectare utilizate pentru Ethernet. De obicei, impedanța caracteristică era în jur de 110 ohmi și, prin urmare, cablurile utilizate în mod normal pentru aplicații de frecvență radio nu erau aplicabile. Acest tip de cablare nu este utilizat pe scară largă pentru Ethernet în zilele noastre, deoarece este costisitor și dificil de instalat.
    • Cabluri pereche răsucite Pot fi utilizate tipuri de perechi răsucite: pereche răsucită neecranată (UTP) sau pereche răsucită cu ecran (STP). În general, tipurile ecranate sunt mai bune, deoarece limitează mai mult preluarea rătăcită și, prin urmare, erorile de date sunt reduse. Sunt disponibile o varietate de tipuri diferite de cabluri, deoarece standardul se deplasează întotdeauna înainte.
    • Cablu fibra optica: Cablul cu fibră optică este utilizat din ce în ce mai mult, deoarece oferă o imunitate foarte mare la preluare și radiații, precum și permite comunicarea unor rate de date foarte mari.
  • Noduri de rețea Nodurile de rețea sunt punctele către și de la care are loc comunicarea. Deși, în anii trecuți, au fost folosiți termeni precum DTE, echipamente terminale de date și DCE, echipamente de comunicații de date, acestea sunt rareori văzute în aceste zile când se analizează comunicațiile Ethernet. În schimb, tipurile de echipamente văzute pe rețeaua de date Ethernet sunt cele mai frecvente:
    • Calculatoare: Astăzi, majoritatea computerelor au capacitatea de conectivitate Ethernet. Se așteaptă ca majoritatea computerelor desktop să funcționeze pe o rețea locală, iar acest lucru este aproape universal bazat pe Ethernet. Astăzi, capacitatea Ethernet va fi integrată pe placa de bază a computerului, mai degrabă decât folosind o placă opțională. Conexiunea fizică este furnizată în mod normal utilizând un conector Ethernet stil RJ45.

      Pentru computerele laptop, există o tendință crescândă de a fi mult mai subțiri. Aceasta înseamnă că unii nu au porturile Ethernet dedicate cu un conector RJ45, deoarece nu există spațiu pentru acestea. Cu toate acestea, se pot conecta în mod normal la o rețea locală utilizând Ethernet printr-un adaptor. Acest lucru le va oferi conectivitate prin cablu fiabilă dacă nu sunt utilizate conexiuni wireless.

    • Rutere, comutatoare și hub-uri: Celelalte elemente principale din rețelele locale care utilizează Ethernet ca mediu de interfață sunt routerele, comutatoarele și hub-urile. Aceste dispozitive permit rutarea datelor în jurul rețelelor de date, astfel încât să poată fi trimise și să ajungă la destinațiile relevante. Deși similare în anumite aspecte, routerele, comutatoarele și hub-urile sunt tipuri distincte de dispozitive, chiar dacă termenii tind să fie folosiți în mod necorespunzător.
    • Dispozitive diverse: În orice rețea locală va fi nevoie de o varietate de dispozitive, în afară de computere, routere, comutatoare etc. Va fi nevoie de articole precum imprimante etc. Acestea pot fi conectate la rețea într-un mod similar cu orice computer.
    O varietate de dispozitive diferite pot fi conectate la rețele locale folosind tehnologia Ethernet. Multe tipuri diferite de dispozitive destinate utilizării în rețelele locale vor avea capacitatea Ethernet.

Pe lângă dispozitivele bazate pe hardware și interconectările fizice care sunt necesare pentru orice rețea locală care utilizează Ethernet, sunt necesare și drivere software. Orice dispozitiv cu o conexiune Ethernet fizică va avea software-ul necesar. În plus, sistemele de operare populare precum Windows, Apple iOS și Linus au capacitatea Ethernet încorporată în software-ul de bază.

Acest lucru înseamnă că driverele suplimentare nu trebuie încărcate în toate situațiile, ci în cele mai excepționale, pentru a permite dispozitivelor să se conecteze la o rețea locală Ethernet.

Topologii de rețea Ethernet

Există mai multe topologii de rețea care pot fi utilizate pentru comunicațiile Ethernet. Forma reală utilizată va depinde de cerințe.

  • Punct la punct: Aceasta este cea mai simplă configurație, deoarece sunt utilizate doar două unități de rețea. În această structură simplă, cablul este cunoscut sub numele de legătură de rețea. Link-uri de această natură sunt utilizate pentru transportul datelor dintr-un loc în altul și unde este convenabil să se utilizeze Ethernet ca mecanism de transport.
  • Autobuz coaxial: Acest tip de rețea Ethernet este rar folosit în zilele noastre. Sistemele foloseau un cablu coaxial unde unitățile de rețea erau amplasate pe lungimea cablului. Lungimile segmentului au fost limitate la maximum 500 de metri și a fost posibilă amplasarea a 1024 DTE pe lungimea sa. Deși această formă de topologie a rețelei nu este instalată în zilele noastre, foarte puține sisteme vechi ar putea fi încă în uz. Având în vedere modul în care funcționează, cu mai multe noduri pe același picior, se utilizează schema anti-coliziune CSMA / CD.
  • Rețea stea: Acest tip de rețea Ethernet a fost topologia dominantă de la începutul anilor 1990. Se compune dintr-o unitate centrală de rețea, care poate fi ceea ce se numește un repetor sau hub multiport sau un comutator de rețea.
    Toate conexiunile la alte noduri radiază de aici și sunt legături punct la punct. Acest tip de topologie de rețea este utilizat și extins. Conexiunile tind să se extindă de la un hub central utilizând o serie de routere sau comutatoare pentru a redirecționa datele către nodul final necesar.

Detectarea coliziunii datelor mesajelor

În formele originale de Ethernet, a fost utilizată o formă de detectare a coliziunii de date cunoscută sub numele de CSMA / CD. În acest sens, nodurile au detectat dacă datele au fost trimise și dacă ar fi fost acestea s-ar retrage și vor retrimite datele mai târziu.

În zilele noastre, folosind topologia stelară extinsă, nu este necesară cerința de detectare a coliziunilor de date CSMA / CD. Coliziunile sunt posibile numai dacă stația și comutatorul încearcă să comunice între ele în același timp, iar coliziunile sunt limitate la legătura individuală.

Mai mult, standardul 10BASE-T introdus cu mulți ani în urmă a adoptat tehnici full duplex și, având în vedere îmbunătățirile pe care le-a oferit, această tehnică a devenit standardul pentru viitoarele dezvoltări ale standardului Ethernet.

În full duplex, comutatorul și stația pot trimite și primi simultan, și, prin urmare, rețelele de date Ethernet moderne sunt fără coliziuni.


Cum funcționează Ethernet?

Atunci când comunică printr-o rețea de date, sistemul Ethernet împarte datele într-un set de ceea ce se numește cadre. Aceste cadre au un format specific și fiecare conține adresele sursă și destinație.

Cadrul conține, de asemenea, informații pentru verificarea erorilor, astfel încât orice date corupte să poată fi detectate. Dacă sunt detectate erori, atunci de obicei straturile superioare ale stivei de protocol pentru sistem vor arunca datele și vor solicita o retransmisie.

Ethernet adoptă modelul OSI pentru stiva sa de protocol și, în conformitate cu aceasta, Ethernet în sine oferă servicii până la nivelul 3, stratul de legătură de date.

Ethernet a adoptat formatul de adresă MAC pe 48 de biți, care a fost folosit și de alte standarde IEEE 802 și în felul său există o comunitate între multe standarde, ceea ce face mult mai ușor pentru diferite sisteme de rețea de date să funcționeze unul lângă celălalt.

Metro și Carrier Ethernet

Există versiuni de Ethernet care sunt utilizate pentru performanțe superioare asociate cu rețele mari de metrou sau zone mai largi. Metro Ethernet și Ethernet Ethernet sunt doi termeni care sunt adesea folosiți.

Acești doi termeni sunt adesea folosiți aproape interschimbabil, dar au unele diferențe.

  • Metro Ethernet: Metro Ethernet se referă în general la o instalație Ethernet desfășurată într-o zonă metropolitană - adică într-o zonă relativ largă - mai largă decât cea a unei rețele locale. Adesea, întreprinderile folosesc Metropolitan Ethernet pentru a conecta mai multe locații ale companiei la o rețea printr-o linie privată Ethernet. Acest lucru oferă câteva avantaje semnificative față de utilizarea rețelelor publice în ceea ce privește viteza, securitatea și costurile. Carrier Ethernet este acum termenul general care este folosit pentru a descrie tipul de Ethernet utilizat pentru liniile Ethernet de această natură.
  • Ethernet operator: Carrier Ethernet sau Carrier grade Ethernet este de obicei utilizat pentru a furniza comunicații punct la punct între două puncte sau site-uri sau pentru a furniza legături pentru rețele locale, etc. Carrier Etthernet s-a dezvoltat pentru a include o serie de alte servicii și permite date la distanță partajarea între companii și alte organizații. Acest lucru reduce considerabil costurile, menținând în același timp performanța.

Metro Ethernet și Carrier Ethernet sunt acum variante bine stabilite utilizate de mulți operatori și furnizori de servicii pentru a permite companiilor să aibă interconectări de înaltă performanță prin resurse Ethernet dedicate sau partajate de înaltă performanță.

Deși rețeaua de date Ethernet a fost introdusă inițial în anii 1970, a suferit un proces continuu de actualizare. Acest lucru a permis menținerea conceptului de bază, oferindu-i în același timp nivelurile de performanță necesare pe măsură ce cerințele de tehnologie și conectivitate cresc.

Tehnologia Ethernet este utilizată pentru rețelele de date pentru orice, de la rețeaua computerizată la domiciliu până la rețelele de date ale întreprinderii, unde operatorul Ethernet este utilizat pentru a transporta niveluri ridicate de date.

Subiecte de conectivitate wireless și prin cablu:
Noțiuni de bază despre comunicații mobile 2G GSM3G UMTS4G LTE5GWiFiIEEE 802.15.4 Telefoane fără fir DECT NFC - Comunicare în câmp aproape Fundamentele de rețea Ce este CloudEthernetDate serialeUSBSigFoxLoRaVoIPSDNNFVSD-WAN
Reveniți la Conectivitate wireless și cablată


Priveste filmarea: : Ethernet Frame Format in Data Link Layer (Octombrie 2021).