Kuinka Ethernet toimii

How Ethernet Works



Ethernet on verkkotekniikka, jonka avulla tietokoneet ja muut saman verkon laitteet voivat kommunikoida keskenään. Toisin kuin langaton viestintä, signaalit kulkevat Ethernet -verkon johtojen läpi. Tämä on verkostoitumistyyppi lähiverkkojen (LAN), pääkaupunkiseudun verkkojen (MAN) ja laajaverkkojen (WAN) takana. Kun nopeamman verkkonopeuden kysyntä kasvaa jatkuvasti, myös Ethernet -tekniikat saavuttavat uusia korkeuksia. Aikaisempina päivinä, Perus Ethernet standardi otettiin laajasti käyttöön, mutta sen indeksoinnin nopeus oli hidas 10 Mbps. Ethernetin nopeus parani myöhemmin huomattavasti 100 Mbps: iin Nopea Ethernet standardi. Vaikka Fast Ethernet on edelleen yleisin käytössä oleva standardi, nopeampia nopeuksia tukevat standardit, kuten Gigabit Ethernet , joka pystyy käsittelemään jopa 1000 Mbps tai 1 Gbps, ja 10 Gigabit Ethernet toteutetaan jo etenkin suurilla teollisuudenaloilla.

Kuinka Ethernet toimii

Jokaisella Ethernet -verkon laitteella on Ethernet -kortti, joka tunnetaan yleisemmin nimellä NIC (Network Interface Controller). Näitä laitteita kutsutaan nimellä solmut ja he puhuvat toisilleen käyttämällä protokollia . Verkostoitumisen yhteydessä protokolla on yhdistettyjen laitteiden välisen viestinnän kieli. Solmut kommunikoivat kehysten, tietopalojen kautta, jotka solmut lähettävät lyhytsanomina. Kehykset kuljettaa tietoja, joita solmu lähettää toiselle solmulle. Jos protokolla on kieli, kehykset ovat lauseita. Ethernet -protokolla määrittää säännöt kehysten luomiseksi, ja jokaisella kehyksellä on kohde ja lähdeosoite kehyksen lähettäjän ja vastaanottajan tunnistamiseksi. Kahdella solmulla ei ole samaa osoitetta. Laitteet on kytketty toisiinsa Ethernet -kaapeleilla, joita kutsutaan myös nimellä keskipitkällä .







Signaaleilla on taipumus heikentyä, kun ne kulkevat kaapelin läpi. Jotkut signaalit voivat jopa kadota, jos kaapeli on liian pitkä. Laadun säilyttämiseksi signaalia on vahvistettava. Ethernet -verkossa näitä vahvistimia kutsutaan toistimiksi. Toistimet tai signaalin vahvistimet ovat elektronisia laitteita, jotka vahvistavat ja lähettävät sitten uudelleen signaalin. Nämä toistimet asennetaan tietyin väliajoin Ethernet -verkkoon.



Törmäävät signaalit

Yleinen ongelma Ethernet -verkoissa on signaalien törmäys, joka tapahtuu, kun kaksi tai useampi tietokone lähettää dataa samanaikaisesti. CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) käsittelee tehokkaasti tätä verkko -ongelmaa. Kanssa Kantaja Merkitys e, tietokone tarkistaa, käytetäänkö johtoa, ennen kuin se lähettää tietoja, joita käytetään, kun monet tietokoneet käyttävät samaa yhteyttä, joten Useita käyttöoikeuksia . Kun verkon laitteet lähettävät tietoja samanaikaisesti, nämä tiedot törmäävät, eikä niitä lähetetä onnistuneesti. Törmäyksen tunnistus on verkon laitteiden kyky havaita, että muut laitteet ovat myös lähettäneet tietoja muille laitteille. Kun näin tapahtuu, mainitut laitteet odottavat satunnaista aikaa ja yrittävät sitten lähettää tiedot uudelleen.



Ethernet -kaapelit

Ethernet -kaapelit yhdistävät kaikki verkon laitteet. Tällä hetkellä saatavilla on kahdenlaisia ​​Ethernet -kaapeleita: kierretty pari ja kuituoptiikka. Käytettyjen kaapeleiden tyyppi määrittää verkon suorituskyvyn.





Kierretyt parikaapelit

Kierrettyjen parien Ethernet -kaapelit on valmistettu kuparijohdoista, jotka on kierretty pareittain ja yhdistetty muovikoteloon. Kaapelien päät on suljettu RJ45 -liittimeen. Twisted Pair -kaapelit ovat olleet käytössä Ethernet -verkkojen alusta lähtien, ja ne on luokiteltu useiden luokkien mukaan.

Ensimmäinen Ethernet -verkossa käytetty kaapeli oli Luokka 1 kaapeli, jota käytettiin laajalti 1970 -luvulla. Tämä kaapeli tunnetaan myös koaksiaalikaapelina, ja se koostuu kierretyistä puhelinjohdoista, jotka on kääritty muovivaippaan. Myöhemmät iteraatiot paransivat taajuuksia ja suorituskykyä. Kuitenkin vasta vuonna 1995 tapahtui merkittävä taajuuden ja nopeuden harppaus. Luokka 5 Kaapeleiden taajuus on yli 100 MHz ja paljon nopeampi 100 Mbps. Ei mennyt kauaa ennen kuin luokka 5e tai Kissa 5e Kaapeli otettiin käyttöön, jolloin nopeus oli 1 Gbps. The Luokka 6 kaapeli ilmestyi 2000 -luvun alussa. 250 MHz: n taajuudella toimivat Cat 6 -kaapelit voivat lähettää dataa 1 Gbps: n nopeudella yli 330 jalan nopeudella ja jopa 10 Gbps: n nopeudella yli 150 jalan nopeudella. Cat 6 -kaapeleissa on myös suojaus häiriöiden vähentämiseksi. Parannettu Cat 6, Kissa 6A Kaapeli toimii 500 MHz: n taajuudella ja tarjoaa 1 Gbps: n nopeuden yli 330 jalkaa. Luokka 7 on seuraavaksi kaapeliportaissa 600 MHz: n korkeammalla taajuudella ja erinomaisella 10 Gbps: n suorituskyvyllä yli 330 jalkaa. Eristyksen tehostamiseksi jokainen johtopari on suojattu ja toinen suoja peittää koko lankajoukon, mikä vähentää häiriöitä entisestään. Cat 7 -kaapeli parannettiin Kissa 7A , joka siirtää 1 GHz: n hämmästyttävällä 40 Gbps: n nopeudella 165 jalkaa. Lista on pidentynyt, ja viimeisin lisäys ryhmään on Luokka 8 kaapeli, joka toimii korkeimmalla 2 GHz: n taajuudella ja 40 Gbps: n nopeudella. Cat 7 ja Cat 8 käytetään pääasiassa palvelinhuoneissa ja konesaleissa, joissa vaaditaan huippuluokan nopeutta.



Kuituoptiikkakaapelit

Nykyään kuituoptiikka on ollut valokeilassa verkostoitumisessa. Lasikuidusta valmistettu kuituoptiikka voi tarjota paljon paremman suorituskyvyn kuin perinteiset kuparilangat. Valokuitukaapelit pystyvät käsittelemään 10 Gbps dataa pitkiä 1000-6000 jalan etäisyyksiä. Tämä poistaa signaalivahvistimien tarpeen. Kuituoptiikka on myös immuuni häiriöille, toisin kuin kuparikaapelit, koska ne kuljettavat valoa sähkön sijasta. Signaali on siis luotettavampi kuituoptisissa kaapeleissa.

Ethernetin edut

Ethernet on edelleen laajalti käytössä kaikkialla maailmassa langattoman viestinnän lisääntymisestä huolimatta. Ajan myötä kehitetyn uudemman tekniikan ansiosta Ethernet palvelee edelleen useimpien verkkokäyttäjien tarpeita, erityisesti nopeuden tarvetta. Ethernet on myös luotettavampi kuin langaton vastine. Koska tiedot kulkevat kaapeleiden kautta eivätkä ilmassa, radiotaajuuksien ja muiden signaalien keskeytymisen mahdollisuus on pienempi. Luotettavuus, tehokkuus, tietoturva ja nopeammat nopeudet ovat vain osa monista Ethernet -verkon eduista, jota käytetään edelleen laajalti nykypäivän verkkotiloissa.