Po desaťročia sa Ethernet osvedčil ako relatívne lacná, primerane rýchla a veľmi populárna technológia LAN (lokálna sieť).
História Ethernetu
Inžinieri Bob Metcalfe a D. R. Boggs vyvinul Ethernet od roku 1972. Priemyselné štandardy založené na ich práci boli stanovené v roku 1980 v rámci súboru špecifikácií 802.3 IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers). Špecifikácie Ethernetu definujú nízkoúrovňové protokoly prenosu dát a technické podrobnosti, ktoré musia výrobcovia poznať pri vytváraní produktov Ethernet, ako sú karty a káble.
Ethernetová technológia sa odvtedy vyvinula a dozrela. Spotrebitelia sa v súčasnosti môžu spoľahnúť na bežné ethernetové produkty, ktoré budú fungovať tak, ako sú navrhnuté, a budú navzájom spolupracovať.
Technológia Ethernet
Tradičný Ethernet podporuje dátové prenosy rýchlosťou 10 megabitov za sekundu (Mbps). Keďže sa požiadavky na výkon sietí v priebehu času zvyšovali, priemysel vytvoril ďalšie špecifikácie Ethernet pre Fast Ethernet a Gigabit Ethernet.
Rýchly Ethernet rozširuje výkon tradičného Ethernetu až na 100 Mbps a Gigabit Ethernet až na 1 000 Mbps. Hoci nie sú dostupné pre bežného spotrebiteľa, 10 Gigabit Ethernet (10 000 Mbps) teraz poháňa siete niektorých podnikov, dátových centier a internetových2 subjektov. Vo všeobecnosti však náklady obmedzujú jeho široké prijatie.
Ethernetové káble sa tiež vyrábajú podľa niektorej z niekoľkých štandardných špecifikácií. Najpopulárnejší používaný ethernetový kábel kategórie 5 (kábel CAT5) podporuje tradičný aj rýchly ethernet. Káble kategórie 5e (CAT5e) a CAT6 podporujú gigabitový Ethernet.
Ak chcete pripojiť ethernetový kábel k počítaču (alebo iným sieťovým zariadeniam), zapojte kábel do ethernetového portu zariadenia. Niektoré zariadenia bez podpory siete Ethernet môžu podporovať pripojenia Ethernet pomocou hardvérových kľúčov, ako sú napríklad adaptéry USB-Ethernet. Ethernetové káble používajú konektory, ktoré vyzerajú ako konektor RJ-45 používaný s tradičnými telefónmi.
V modeli OSI (Open Systems Interconnection) technológia Ethernet funguje na fyzickej vrstve a vrstve dátového spojenia - vrstve jedna a druhá. Ethernet podporuje všetky populárne sieťové protokoly a protokoly vyššej úrovne, hlavne TCP/IP.
Typy Ethernet
10Base5, často označovaný ako Thicknet, bol prvou inkarnáciou technológie Ethernet. Priemysel používal Thicknet v 80. rokoch, kým sa neobjavil 10Base2 Thinnet. V porovnaní s Thicknetom ponúka Thinnet výhodu tenšej (5 milimetrov oproti 10 milimetrom) a flexibilnejšej kabeláže, čo uľahčuje prepájanie kancelárskych budov pre Ethernet.
Najbežnejšou formou tradičného Ethernetu je však 10Base-T. Ponúka lepšie elektrické vlastnosti ako Thicknet alebo Thinnet, pretože káble 10Base-T používajú skôr netienenú krútenú dvojlinku (UTP) než koaxiálnu. 10Base-T je tiež cenovo výhodnejší ako alternatívy, ako sú optické káble.
Existujú ďalšie menej známe ethernetové štandardy vrátane 10Base-FL, 10Base-FB a 10Base-FP pre siete s optickými vláknami a 10Broad36 pre širokopásmovú (káblovú televíziu) kabeláž. Vďaka rýchlemu a gigabitovému Ethernetu sú všetky vyššie uvedené tradičné formy vrátane 10Base-T zastarané.
Viac o rýchlom Ethernete
V polovici 90. rokov 20. storočia dozrela technológia Fast Ethernet a splnila svoje konštrukčné ciele zvýšiť výkon tradičného Ethernetu a zároveň sa vyhnúť potrebe úplne prepojiť existujúce siete Ethernet.
Rýchly Ethernet prichádza v dvoch hlavných variantoch:
- 100Base-T (pomocou netieneného krúteného párového kábla)
- 100Base-FX (pomocou optického kábla)
Najpopulárnejší je 100Base-T, štandard, ktorý zahŕňa 100Base-TX (kategória 5 UTP), 100Base-T2 (kategória 3 alebo lepšia UTP) a 100Base-T4 (100Base-T2 kabeláž upravená tak, aby zahŕňala dve ďalšie páry vodičov).
Zrátané podčiarknutie
Zatiaľ čo Fast Ethernet zlepšil tradičný Ethernet z 10-Megabit na 100-Megabitovú rýchlosť, gigabitový Ethernet vylepšuje Fast Ethernet tým, že ponúka rýchlosti 1 000 megabitov (1 Gigabit). Gigabit Ethernet bol prvýkrát vyrobený tak, aby cestoval cez optické a medené káble, ale podporuje ho aj štandard 1000Base-T. 1000Base-T používa kabeláž kategórie 5 podobnú 100 Mbps Ethernetu, hoci dosiahnutie gigabitovej rýchlosti vyžaduje použitie ďalších párov vodičov.
Ethernetové topológie a protokoly
Tradičný Ethernet využíva zbernicovú topológiu, čo znamená, že všetky zariadenia alebo hostitelia v sieti používajú rovnakú zdieľanú komunikačnú linku. Každé zariadenie má ethernetovú adresu, tiež známu ako MAC adresa. Odosielajúce zariadenia používajú ethernetové adresy na určenie zamýšľaných príjemcov správ.
Údaje odoslané cez Ethernet existujú vo forme rámcov. Ethernetový rámec obsahuje hlavičku, dátovú sekciu a pätu s kombinovanou dĺžkou najviac 1 518 bajtov. Ethernetová hlavička obsahuje adresy zamýšľaného príjemcu aj odosielateľa.
Údaje odoslané cez Ethernet sa automaticky vysielajú do všetkých zariadení v sieti. Porovnaním ethernetovej adresy s adresou v hlavičke rámca každé ethernetové zariadenie otestuje každý rámec, aby určilo, či bol preň určený a podľa potreby rámec prečíta alebo zahodí. Sieťové adaptéry obsahujú túto funkciu vo svojom hardvéri.
Zariadenia, ktoré chcú prenášať v sieti Ethernet, najskôr vykonajú predbežnú kontrolu, aby zistili, či je médium dostupné alebo či prebieha prenos. Ak je k dispozícii ethernet, odosielajúce zariadenie vysiela na drôt. Je však možné, že dve zariadenia vykonajú tento test približne v rovnakom čase a obe budú vysielať súčasne.
Tvorba, ako kompromis výkonu, štandard Ethernet nebráni viacnásobným súčasným prenosom. Tieto takzvané kolízie, keď k nim dôjde, spôsobia zlyhanie oboch prenosov a vyžadujú opätovné odoslanie oboch odosielajúcich zariadení. Ethernet používa algoritmus založený na náhodných časoch oneskorenia na určenie správnej čakacej doby medzi opakovanými prenosmi. Sieťový adaptér tiež implementuje tento algoritmus.
V tradičnom Ethernete je tento protokol na vysielanie, počúvanie a zisťovanie kolízií známy ako CSMA/CD (carrier sense multiple access/collision detection). Niektoré novšie formy Ethernetu nepoužívajú CSMA/CD. Namiesto toho používajú plne duplexný ethernetový protokol, ktorý podporuje súčasné odosielanie a prijímanie z bodu do bodu bez potreby počúvania.
Viac o ethernetových zariadeniach
Ethernetové káble majú obmedzený dosah a tieto vzdialenosti (až 100 metrov) nepostačujú na pokrytie stredných a veľkých sieťových inštalácií. Opakovač v sieti Ethernet umožňuje pripojenie viacerých káblov a preklenutie väčších vzdialeností. Premosťovacie zariadenie sa môže pripojiť k sieti Ethernet k inej sieti iného typu, ako je napríklad bezdrôtová sieť. Jedným populárnym typom opakovacieho zariadenia je ethernetový rozbočovač. Ďalšie zariadenia, ktoré sa niekedy zamieňajú s rozbočovačmi, sú prepínače a smerovače.
Ethernet sieťové adaptéry tiež existujú vo viacerých formách. Počítače a herné konzoly sú vybavené vstavanými ethernetovými adaptérmi. USB-to-Ethernet adaptéry a bezdrôtové ethernetové adaptéry je možné nakonfigurovať tak, aby fungovali s mnohými zariadeniami.
Summary
Ethernet je jednou z kľúčových technológií internetu. Napriek svojmu veku Ethernet naďalej poháňa mnoho svetových lokálnych sietí a neustále sa zlepšuje, aby spĺňal budúce potreby vysokovýkonných sietí.
