Формат кадра Ethernet: что это такое

Знакомство с семейством

Ethernet — это не одна, а целое семейство технологий, предназначенных для пакетной передачи данных по компьютерным сетям.

Суть в названии: если разделить его на две части, получится эфир — эфир и нет — нетто.

Из-за созвучия названий многие путают ethernet и интернет. Чтобы вы не влезли в число этих людей, поясню разницу. Вы уже знаете, что означает первый термин: это одна из многих технологий; вторая — совсем нет — это всемирная система, объединяющая компьютерные сети. Проще говоря, Ethernet — это один из способов выхода в Интернет.

В чем суть?

Изначально это было что-то вроде радио: один узел отправляет информацию, а все остальные ее получают. Но сегодня используются переключатели, поэтому данные отправляются с узла в определенное место назначения.

Для интересующихся технической стороной проблемы: представители этого семейства физически реализованы на канальном уровне модели OSI (базовая версия открытых систем), которая отвечает за проводные соединения, формат кадра, электрические сигналы и доступ к медиа протоколы управления. По сути, семейство технологий описывается стандартами IEEE 802.3, разработанными для небольших компьютерных сетей (LAN) и городских сетей (MAN).

Впервые технология была официально опубликована в 1980 году. Представьте, сколько лет она занимает лидирующие позиции. Уже на раннем этапе он пережил своих влиятельных конкурентов Token Ring и ARCNET.

В чем его преимущества?

Ethernet-соединение что это такое

Gigabit Ethernet очень и очень актуален, потому что это почти идеальное соотношение производительности и цены, что является почти идеальным выбором для магистральных приложений не только в отдельных корпоративных сетях, но и для построения полноценных операторских сетей. Достаточно удачным решением для прокладки кабелей внутри конкретного здания является многомодовое или одномодовое оптоволокно, а также витая пара, относящаяся к пятой категории. Первоначально разработанная для обеспечения подключения к Ethernet для локальных компьютеров, эта сеть в конечном итоге стала одной из самых дешевых, но обеспечивает чрезвычайно высокую пропускную способность, особенно по сравнению с DSL, а также различными беспроводными и кабельными модемами.

Типичной архитектурой, которая используется в современных сетях провайдеров, является реализация на первом этапе 10-мегабитных или 100-мегабитных каналов Ethernet, которые направляются в отдельные комнаты или квартиры данного здания и подключаются к служебному зданию с помощью специализированного коммутатора от Cisco Catalyst. Полноценное гигабитное Ethernet или даже мультигигабитное соединение создается для обеспечения USB-соединения через Ethernet или городскую сеть MAN. Агрегирование расписания различных городских кольцевых сетей выполняется с помощью коммутатора третьего уровня.

Поставщик услуг, который стремится обеспечить широкополосную связь, может предоставить своим клиентам подключение к Интернету, которое может работать напрямую для отдельных пользователей или для целых малых предприятий. Предоставляя услуги интернет-провайдера в городских районах, компания также может предложить новые комплексные услуги с добавленной стоимостью. Чтобы обеспечить наиболее эффективное использование сети ETTH, поставщик услуг должен обеспечить, чтобы абоненты тратили как можно больше времени и денег на внутреннюю сеть, а не потребляли ресурсы для доступа к глобальным ресурсам.

Почему используется Ethernet

Используется соединение Ethernet, потому что оно менее уязвимо для сбоев. Беспроводные технологии подвержены проблемам с подключением, особенно когда устройства начинают отдаляться от маршрутизатора, к которому они подключены. Он предлагает более стабильное соединение, поскольку между компьютером и беспроводной сетью существует физическое соединение.

Кроме того, это более безопасно, чем беспроводная технология. Большинство беспроводных подключений к Интернету безопасны, но есть способы их проверить. Соединения должны выполняться с помощью кабелей, а это означает, что злоумышленнику потребуется физический доступ к кабелю, чтобы получить доступ к данным, хранящимся в сети.

он смог обеспечить неизменно высокий уровень производительности. Первоначально он мог передавать 10 мегабит в секунду. Только за 90-е годы это число увеличилось в 10 раз. Сегодняшние соединения могут поддерживать соединения со скоростью несколько десятков гигабит в секунду. По этой причине вы часто будете слышать сейчас о «Gigabit Ethernet», который представляет собой очень быстрое соединение Ethernet.

Это преимущество в производительности было даже более значительным, учитывая относительно низкую стоимость. В зависимости от приобретаемых вами кабелей стоимость настройки сети Ethernet может быть очень низкой. Если учесть сумму, которую компании взимают за беспроводные инструменты, становится ясно, что во многих случаях это наиболее доступный вариант.

Ethernet — универсальное решение

По мере того, как эйфория по поводу технологии DSL и использования кабельных модемов для обеспечения широкополосного доступа постепенно угасала, основное внимание уделялось эксплуатационным, техническим, организационным и юридическим вопросам, связанным с этими услугами. Чтобы удовлетворить постоянно растущий спрос на постоянно увеличивающуюся полосу пропускания, как интернет-провайдеры, так и поставщики оборудования все чаще начинают рассматривать альтернативу широкополосному доступу: Ethernet по оптоволоконному кабелю.

Что такое Ethernet — коллизии

Как следует из вышеизложенного, при большом количестве компьютеров в сети и при интенсивном обмене данными количество коллизий очень быстро растет, и, как следствие, пропускная способность сети уменьшается. Не исключен случай, когда пропускная способность может упасть до нуля. Но даже в сети, где средняя нагрузка не превышает рекомендованную (30-40% от общей пропускной способности), скорость передачи составляет 70-80% от номинальной.

Однако в настоящее время эта проблема практически решена благодаря тому, что разработаны устройства, способные обмениваться потоками данных между теми писателями, для которых эти данные предназначены. Другими словами, трафик между портами, подключенными к отправляющим и принимающим сетевым адаптерам, изолирован от других портов и адаптеров. Такие устройства называются переключателями).

Существуют различные реализации этой технологии — Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, которые могут обеспечить скорость передачи данных 10, 100 и 1000 Мбит / с соответственно.

Стандарт IEEE 802.3 содержит несколько спецификаций, которые различаются топологией и типом используемого кабеля. Например, 10 BASE-5 использует толстый коаксиальный кабель, 10 BASE-2 использует тонкий коаксиальный кабель, а 10 BASE-F, 10 BASE-FB, 10 BASE-FL и FAIRL используют оптический кабель. Наиболее популярной является спецификация IEEE 802.3 100BASE-TX, в которой для работы в сети используется неэкранированная витая пара с разъемами RJ-45.

Реализации сети Ethernet

Параметр Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet

Номинальная скорость передачи данных, Мбит / с 10 сто 1000
Средства передачи Витая пара, коаксиальный кабель, оптоволокно Витая пара, оптическое волокно Витая пара, оптическое волокно
Варианты реализации 10 База-2, 10 База-Т, 10 База-5.1 База-5,10 В улица-36 100Base-TX, 100Base-FX, 100Base-T4 1000Base-X1000Base-LX1000Base-SX1000Base-CX1000Base-T
Топология Общий автобус, звезда Звезда Звезда

Приведенные выше характеристики Ethernet можно описать следующим образом. Первое число в названии спецификации указывает максимально возможную скорость передачи. Например, «10» указывает скорость передачи сигнала 10 Мбит / с. «Базовая» относится к использованию технологии основной полосы частот (основная полоса — это узкая полоса). При таком способе передачи данных по кабелю каждый бит данных кодируется отдельным электрическим или световым импульсом. В этом случае в качестве 1-го канала связи используется весь кабель, т.е одновременная передача 2-х сигналов невозможна.

Изначально последний раздел названия спецификации предназначался для отображения максимальной длины сегмента кабеля (без концентраторов и коммутаторов) в сотнях метров. Однако для удобства и для более полного определения сути стандарта цифры в названии заменены буквами T и F. Где T означает витая пара — витая пара, а F означает волокно.

Поэтому в настоящее время можно найти сети по следующим характеристикам:

  • 10Base-2 — 10 МГц Ethernet по коаксиальному кабелю 50 Ом, основная полоса. 10Base-2 известен как «тонкий Ethernet»;
  • 10Base-5 — 10 МГц Ethernet по стандартному (толстому) коаксиальному кабелю с сопротивлением 50 Ом, основная полоса;
  • 10Base-T — Ethernet 10 МГц по витой паре;
  • 100 Base-TX — Ethernet 100 МГц по витой паре.

Очень важным преимуществом различных вариантов Ethernet является их совместимость друг с другом, что позволяет использовать их вместе в одной сети, в некоторых случаях даже без изменения существующей кабельной системы.

Введение

Ethernet-соединение что это такое

Параллельно с растущей конкуренцией между альтернативными и традиционными операторами в области местных линий связи, эти же операторы начинают оптимизировать свои сети, чтобы гарантировать более выгодную стоимость предоставления своих услуг для конечного пользователя. В большинстве случаев используется единый пакет, который включает в себя передачу данных, голоса, мультимедиа, а также предоставление полного доступа в Интернет.

Кроме того, поставщики услуг Ethernet могут привлекать новых клиентов, используя перспективные решения с использованием различных сетевых архитектур, которые можно использовать для быстрого роста приложений с интенсивным использованием полосы пропускания, включая IP-видеонаблюдение, а также различных сетевых архитектур мультимедийных приложений.

Модификации Ethernet.

Классификация изменений Ethernet в основном основана на разнице между двумя факторами: типом используемого кабеля и возможной скоростью передачи данных. Выделить:

Варианты скоростного подключения

Ethernet Коаксиальный кабель, оптический, витая пара 10 Мбит / с
Быстрый интернет Оптика, витая пара 100 Мбит / с
Гигабитный Ethernet Оптика, витая пара 1 ГБ / сек
10 Гбит / с Ethernet Оптика, витая пара 10 Гб / сек

Как мы сразу заметили, в первую очередь различаются скорость передачи данных и тип используемого кабеля. На заре Ethernet использовались только коаксиальные кабели, и только после этого появились витая пара и оптические опции, что привело к значительному расширению возможностей. Например, используя витую пару, вы одновременно получаете:

  • на порядки выше помехозащищенность за счет использования дифференциального сигнала, что мы уже заметили при обсуждении RS-485.
  • большая надежность сети, в основном за счет возможности использования звездообразного соединения. То есть, если соединение между двумя сетевыми узлами прерывается, это не влияет на остальные узлы, не затронутые этим прерыванием.
  • возможность использования полнодуплексной передачи данных. Вкратце об этом, иллюстрированная табличка:

Тип Описание

Симплекс (односторонняя передача) Передача данных только в одном направлении
Полудуплекс Передача возможна в двух направлениях, но не одновременно
Полный дуплекс Возможна одновременная передача в двух направлениях

В рамках этих четырех изменений (Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, 10G Ethernet) есть дополнительное «внутреннее» разделение. Например, возьмем Ethernet 10 Мбит / с. Некоторые из стандартов этого типа включают:

Ethernet (10 Мбит / с)

10Base-2
10Base-5
10Base-T
10Base-F
10Base-FL

В этом случае разные физические реализации соединения (разные кабели) приводят к возможности использования разных топологий сети. Для 10Base-5 это максимально неуклюже:

Но 10Base-T уже может использовать полнодуплексную передачу данных:

Как видите, здесь находится устройство, называемое сетевым концентратором. Поэтому небольшое лирическое отступление на эту тему.

Часто термины сетевой концентратор, сетевой коммутатор и маршрутизатор смешиваются и могут использоваться для описания одного и того же. Но, строго говоря, все эти три термина относятся к совершенно разным типам устройств:

  • Сетевой концентратор (концентратор) работает на 1-м (физическом) уровне модели OSI и передает сигнал с одного входящего порта на несколько исходящих портов. На этом его функциональность заканчивается.
  • Сетевой коммутатор (коммутатор) работает на 2-м (канальном уровне). Здесь данные также передаются с одного устройства на несколько устройств, но в то же время коммутатор анализирует кадры на предмет MAC-адреса получателя и передает пакет только тому узлу, которому он адресован (!). Ниже мы подробно разберем адресацию и структуру фрейма.
  • Маршрутизатор, с другой стороны, работает на 3-м уровне (сети) модели OSI.

Возвращаясь к схеме для стандарта 10Base-T… Поскольку для передачи и приема используются физически разные линии, нет никаких препятствий для одновременного протекания этих процессов. Принцип генерации данных остается неизменным практически для всех модификаций Ethernet, о чем мы и поговорим.

Кадр Ethernet.

Вся передаваемая информация разбивается на пакеты / кадры в следующем формате:

Рассмотрим блоки подробнее:

  • MAC-адрес устройства, для которого предназначен этот кадр.
  • MAC-адрес отправителя.
  • EtherType — это двухбайтовое поле, используемое для указания типа протокола для данных, передаваемых в этом кадре. Для наглядности несколько возможных значений:
    • 0x0800 — IPv4
    • 0x86DD — IPv6
    • 0x0842 — Пробуждение по локальной сети
    • 0x809B — AppleTalk
  • Непосредственно следуют передаваемые данные.
  • И заполните все это поле контрольной суммы CRC, чтобы проверить целостность и отсутствие ошибок в кадре.

Все поля, кроме поля данных, являются служебными.

Методика анализа контрольной суммы абсолютно стандартна: отправитель вычисляет контрольную сумму на основе остальных данных кадра и добавляет вычисленное значение к тому же отправленному кадру. Получатель также вычисляет контрольную сумму на основе полученных данных и сравнивает ее с полученной (рассчитанной отправителем). Расхождение между вычисленными и полученными значениями CRC является явным сигналом того, что данные повреждены и неверны.

В этом случае контрольная сумма в данном случае никак не может помочь устранить ошибку, она лишь сигнализирует о ее наличии. В результате весь полученный кадр считается недействительным. Это, в свою очередь, приводит к необходимости повторной передачи кадра ошибки.

Кроме того, возможна еще одна неприятная ситуация, так называемая коллизия, когда несколько узлов начинают передавать данные одновременно. Чтобы избежать этого, в Ethernet используется технология CSMA / CD — множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий — множественный доступ с векторным прослушиванием и обнаружением коллизий. Эта тема тоже довольно интересная, в связи с чем было принято сознательное решение посвятить ей отдельную статью, поэтому здесь и сейчас мы не останавливаемся на этом.

Первые два поля в кадре Ethernet содержат MAC-адреса сетевых узлов: передатчика и приемника. Изначально при разработке ранних версий технологии ожидалось, что любая сетевая карта будет иметь собственный уникальный идентификатор. Роль этого идентификатора играет MAC-адрес, состоящий из 6 байтов.

В процессе работы он позволяет идентифицировать все устройства в сети и определять, какое из них предназначено для того или иного фрейма данных. Назначение MAC-адресов обрабатывается органом регистрации IEEE, именно сюда производитель сетевого устройства должен связаться, чтобы назначить определенный диапазон адресов, который он может использовать для своих продуктов.

Виды Ethernet

Существует большое количество вариантов технологий Ethernet, самый первый Ethernet имел скорость 10 Мбит / с, данные могли передаваться по 3 типам кабелей: коаксиальный кабель, витая пара и оптический кабель. Стандарт, описывающий этот вариант технологий Ethernet, назывался IEEE 802.3.

Таблица Ethernet

Второй вариант Ethernet называется Fast Ethernet, где скорость увеличена в 10 раз. Для передачи данных могут использоваться два типа кабелей: медный, витая пара и оптический. В последующих вариантах скорость увеличивается все больше, см. Таблицу. Варианты технологии 10 и 100 Гбит / с подходят для серверов, а 2,5 и 5 Гбит / с — для построения локальных сетей, где 10 и 100 Гбит / с являются чрезмерной скоростью, а оборудование, работающее на этой скорости, слишком дорого.

Под названием Ethernet скрываются две совершенно разные технологии:

  • Классический Ethernet

Используя общие носители для передачи данных, данные, передаваемые с помощью этой технологии, доступны для всех компьютеров, подключенных к сети. Этот вариант технологии использовался в первом варианте с Ethernet на Gigabit Ethernet.

  • Коммутируемый Ethernet

Используйте соединение точка-точка. Коммутируемый Ethernet появился во второй версии Fast Ethernet, и, начиная с технологий 10G и более поздних, это единственный доступный вариант технологии.

Как данные попадают к адресатам?

Чтобы прояснить ситуацию в вашей голове после прочтения вышеизложенного, давайте разберемся, как информация распространяется от одного эфира к получателям на уровне канала. Его обмен происходит между сетевыми модулями, физически подключенными к сети.

В сегодняшней связи традиционно устройство берет на себя интерфейс. Но бывают случаи, когда на компьютере их несколько, например, если вы устанавливаете в него пару сетевых контроллеров, подключенных к сети.

Каждый модуль в пределах сети имеет уникальный номер, 48-битный MAC-адрес. Его нельзя изменить, так как он установлен производителем оборудования во время выпуска. Адрес записывается в шестнадцатеричной форме. Первые 3 байта, содержащиеся в нем, указывают на производителя и выпущены организацией IEEE. Производитель лично выдает последние три байта. Именно благодаря этому уникальному номеру пакеты данных узнают своего получателя.

Кстати, они не передаются непрерывным потоком, а в некоторых блоках — кадрах. Их формат зависит от надежности и скорости сети. Параметр Maximum Transmission Unit (MTU) указывает, сколько информации умещается в блоке. Наибольшее число для стандартов Ethernet — 1500 байт. Из существующих форматов наиболее популярной сейчас является версия 2.

DSL и его падение

Ethernet-соединение что это такое

С 2000 года в Европе произошел настоящий прорыв в области широкополосного доступа: многие операторы активно предлагают свои услуги DSL, некоторые из которых полностью демонополизировали свои каналы подписки, чтобы предоставить доступ многим другим альтернативным операторам. Сегодняшние операторы кабельного телевидения начали развертывание кабельных модемов, чтобы предоставлять своим клиентам комбинированные услуги Интернета и кабельного телевидения, а правительства в одночасье начали продавать с аукциона лицензии на широкополосное подключение к Интернету.

Как подключаются такие сети?

В современных мегаполисах имеется большое количество зданий, чрезвычайно привлекательных для провайдеров сетевых услуг — это бизнес-парки, офисные комплексы, многоквартирные дома, университеты и многие другие подобные объекты. Чтобы обеспечить новое подключение к Интернету через маршрутизатор, использующий Ethernet, поставщики сетевых услуг используют специализированное затемненное волокно. Среди основных преимуществ, выделяющих данную технологию, стоит выделить максимально возможную скорость и дальность сети — до 100 км без использования промежуточных усилителей или регенерации. В то же время следует отметить, что такое подключение к Интернету через маршрутизатор с использованием Ethernet подразумевает потенциально неограниченную пропускную способность, а это уже очень и очень привлекательно для провайдеров.

MAC-адрес

MAC-адрес или адрес персонального устройства, который предоставляется ему при изготовлении, является идентификатором, который определяет конкретный компьютерный блок в сети.

Он позволяет идентифицировать хост и предоставлять ему определенные данные и информацию. Благодаря этому можно избежать некоторых коллизий, которые могут возникнуть при передаче информации. Таким образом, данные всегда будут поступать строго на тот компьютер, которому они были назначены.

Вы можете найти это, открыв свойства вашей сетевой карты. Он состоит из шестнадцатеричного набора цифр и букв. Он назначается не только ПК, но и принтерам, маршрутизаторам, маршрутизаторам и другим устройствам, которые работают в локальной или всемирной сети.

Возможность подключения к сети Ethernet на сегодняшний день является единственной технологией, потенциально готовой к довольно быстрой разработке любого типа услуг или приложений. Конечно, лучшее — враг хорошего, но люди так стремятся сделать свое интернет-соединение более надежным, быстрым и дешевым, что иногда кажется, что это не так. Поэтому в последнее время появилась новая технология, которая начала получать широкое распространение: все больше и больше людей предпочитают использовать соединение Ethernet вместо традиционных вариантов соединения.

Промышленный Ethernet

Industrial Ethernet, как следует из названия, используется для подключения промышленного оборудования — когда вам нужны разъемы, более надежные кабели и, что самое главное, высокий уровень детерминизма. Для достижения высокого уровня детерминизма в Industrial Ethernet, помимо стандартного протокола Ethernet, используются специализированные протоколы. Наиболее популярными являются PROFINET, EtherNet / IP, EtherCAT, SERCOS III и POWERLINK.

Скорость Industrial Ethernet может составлять от 10 Мбит / с до 1 Гбит / с 5. Чаще всего используется промышленный Ethernet 100 Мбит / с.

Инструкция

Ethernet-соединение что это такое

Сразу стоит отметить, что никто не выходит в интернет через телефон по технологии Ethernet. Само подключение осуществляется следующим образом:

  1. Переходим во вкладку «Устройства».
  2. Нажмите кнопку «Создать», расположенную на панели инструментов.
  3. Выберите из доступных нам вариантов «Ethernet-соединение» (варианты находятся в списке «Тип подключения»), затем нажмите кнопку «Далее».
  4. Если ваша карта уже есть в списке оборудования, вам необходимо выбрать ее из списка под оглавлением «Карта Ethernet». Если его нет в этом списке, в этом случае необходимо выбрать пункт «Другая карта Ethernet», чтобы использовать имеющееся оборудование. Сразу стоит отметить, что утилита настройки совершенно самостоятельно определяет, подключены ли поддерживаемые ею Ethernet-устройства, а затем предлагает вам их конфигурацию. Если настройки производились пользователем при установке, в этом случае устройства будут отображаться в списке на вкладке «Оборудование».
  5. Если вы выбрали опцию «Другая карта Ethernet», отобразится окно со сводкой «Выберите адаптер». В этом окне вам нужно будет выбрать производителя, модель вашей карты и название самого устройства. Если на вашем компьютере установлена ​​первая карта этого типа, то в этом случае вы можете выбрать eth0 в качестве имени, а затем просто менять номер с каждой новой картой. Кроме того, программа настройки сети также позволит вам тщательно настроить ресурсы вашей сетевой карты. После завершения всех процедур нажмите «Далее».
  6. В окне «Настроить параметры сети» вам нужно будет выбрать между статическим IP-адресом и DHCP. Если ваше устройство получает разные IP-адреса, нет необходимости указывать имя хоста для каждого последующего подключения к сети. Снова нажмите «Далее».
  7. Теперь нажмите «Применить» и используйте Интернет.

На заметку

Теперь вы можете добавлять различные функции, такие как подключение к компьютеру через Интернет или что-то еще, что вам нужно. После добавления устройства вы можете самостоятельно изменить настройки его работы — вам просто нужно выбрать устройство из списка, затем нажать на нем «Изменить». Например, после добавления устройства оно начнет работать полностью автоматически при запуске, но если вы хотите изменить такое поведение вашего оборудования, вам нужно будет получить доступ к его настройкам и изменить значение в поле «Активировать устройство при запуске компьютера». «параграф. Вы также можете настроить Ethernet-соединение принтера.

Стоит отметить, что после добавления устройство не включается, для его активации нужно будет выбрать его из списка, а затем нажать кнопку «Активировать». Если ваша система ожидает автоматического включения при запуске компьютера, вам не следует повторять этот шаг.

хорошо, что ты вошел. Давайте узнаем, что такое Ethernet. Фактически, из всех технологий на сегодняшний день это самая распространенная.

Принцип работы промышленного Ethernet

Промышленные протоколы Ethernet, такие как PROFINET и EtherCAT, вносят изменения в стандартный протокол Ethernet не только для обеспечения надежной отправки и получения данных процесса, но и для обеспечения отправки и получения данных именно тогда, когда необходимо выполнить определенные операции. Например, на заводе по розливу, который использует технологию промышленной автоматизации на основе Ethernet, данные процесса розлива передаются по сети, чтобы гарантировать правильное наполнение бутылок (рис. 1). Как пишет Real Time Automation, когда бутылка наполняется жидкостью, в сеть отправляется команда прекратить наполнение.

Правильное наполнение бутылок обеспечивается за счет зависящей от времени отправки и получения данных процесса

Рис. 1. Правильное наполнение бутылок гарантируется отправкой и получением данных процесса в зависимости от времени

Как указано в этом источнике, такие сообщения не будут играть столь же важную роль в офисной сети. Если веб-страница не загружается, пользователь просто нажимает кнопку обновления страницы. Но на промышленном предприятии даже небольшая проблема может привести к катастрофе: у компании просто нет ресурсов, чтобы позволить кому-то вовремя заметить ошибку и вручную нажать кнопку. Однако промышленная автоматизация на основе Ethernet может обнаруживать ошибку во время процесса розлива и останавливать процесс самостоятельно, тем самым предотвращая потерю времени, денег и порчу продукта.

Что представляет собой Ethernet?

Ethernet-соединение что это такое

Решением проблемы является передача голоса, изображений и различных данных через чрезвычайно простую, но в то же время относительно недорогую сеть Ethernet. Уникальное преимущество этого решения заключается в том, что его использование с оптоволоконным кабелем в качестве среды передачи позволяет получить гигабитный доступ к сети непосредственно с места клиента.

Классический Ethernet

Исторически это была первая версия Ethernet, в которой использовалась топология «общая шина”.

Подключение к общей шине в Ethernet

У всех компьютеров был коаксиальный кабель, соединяющий все компьютеры друг с другом. Компьютеры были подключены к этому коаксиальному кабелю с помощью тройников, к которым с обеих сторон были подключены разные участки коаксиального кабеля, соединяющие компьютер с двумя соседними. Такие сети было неудобно использовать, если где-то случился обрыв кабеля или повреждение адаптера, сразу перестала работать вся сеть. И было очень сложно найти место, где именно возникла проблема, поэтому со временем появилась вторая версия технологии Ethernet на основе устройств — хаб (hud).

Концентратор (HUB)

Физическая топология в этой сети — звезда, все компьютеры подключены к концентратору, но логическая топология — это общая шина. Поскольку сигнал, который идет на один порт концентратора, передается на все остальные порты. Преимущество концентратора в том, что при выходе из строя кабеля или сетевого адаптера сеть перестает работать только на одном компьютере.

Переключатель концентратора

По цветовой индикации портов концентратора легко обнаружить неисправность.

Физический и канальный уровни

Технология Ethernet включает физический и канальный уровни модели взаимодействия открытых систем OSI. На физическом уровне технология Ethernet описывает передачу сигналов по трем типам кабелей: коаксиальному, медному и оптоволоконному.

Уровень канала передачи данных содержит методы и протоколы доступа, эти методы и доступы работают одинаково, независимо от того, какой кабель используется для передачи данных, медный или оптический.

На уровне канала данных кадры используются для передачи данных. Ethernet имеет три формата кадра:

  • Первый вариант — экспериментальная реализация Ethernet в Herox, сейчас практически не используется
  • Ethernet 2 является отраслевым стандартом трех компаний Herox, DEC и Intel.
  • Юридический стандарт IEEE 802.3 существует уже давно, и когда он был принят, было много оборудования, использующего формат кадра Ethernet 2, поэтому Ethernet 2 стал более популярным.

Каковы ограничения

Это еще не все навороты — у него есть несколько недостатков.

Главный недостаток в том, что он предназначен для сетей с устройствами, подключенными на небольшом расстоянии. Для компании было бы непрактично использовать его для подключения устройств, которые расположены далеко за пределами их офисов, например, на парковке, потому что им потребуется проложить физический кабель для устройств, которые они хотят подключить к сети.

Скорость соединения Ethernet зависит от объема трафика, проходящего через сеть. Многие люди, использующие одну и ту же сеть одновременно, могут снизить скорость.

Все новое — давно забытое старое

Ethernet-соединение что это такое

Стоит отметить, что ранее данная технология использовалась достаточно активно, но лишь недавно специалисты стали рассматривать ее как реальный аналог существующих вариантов подключения — сначала как равнозначные, а со временем как наиболее перспективный из всех подходов, существующих для устройство сети доступа. По мнению специалистов компании Cisco Systems, оборудование которой сегодня активно используется практически всеми крупными провайдерами Интернет-услуг, основным преимуществом этой технологии является то, что она используется не только для предоставления доступа в Интернет, но и для предоставления ряда других услуг включая передачу голоса, построение бизнес-сетей и многое другое. При этом стоимость этого решения, если рассматривать ее с точки зрения операционных и капитальных затрат, в большинстве случаев оказывается ниже, чем при использовании традиционных технологий, таких как ATM / FR или SDH.

Способ подключения

Подключение к Интернету через ethernet осуществляется следующим образом: от станции провайдера к ПК, маршрутизатору или модему подключается кабель, вставляется в специально предназначенный для этого разъем, и выполняется определенная настройка сетевой карты компьютера.

Что было изначально?

Ранее для этих целей использовался коаксиальный кабель, что и определило принцип работы данной технологии. Это общая среда передачи, то есть она может использоваться несколькими интерфейсами одновременно. Только этим кабелем можно подключить 2 и более компьютеров. Но в то или иное время только один из них способен передавать данные, иначе сигналы будут перекрывать друг друга.

Что стало теперь?

В настоящее время для подключения используется витая пара, которая может соединять только 2 узла и использует отдельные носители для передачи данных в разных направлениях. Вы можете подключить больше, если используете дополнительное оборудование. Раньше для этой цели использовались концентраторы с несколькими портами. Но теперь на смену этим устройствам пришли переключатели, которые работают быстрее и надежнее.

Почему витая пара лучше своего предшественника?

  • Демократичная цена;
  • Наличие дуплексного режима, т.е узел может принимать и передавать данные одновременно;
  • Повышенная надежность — сеть организована по топологии звезды, поэтому обрыв провода приводит только к сбою соединения между двумя узлами и, в ситуации с устаревшей версией, к повреждению сегментов сети из-за того, что она построена по топологии общей шины и требует оконечных резисторов на концах кабеля;
  • Тот факт, что дифференциальный сигнал обеспечивает невосприимчивость к помехам связи;
  • Применение гальванической развязки трансформаторного типа устранило проблему частых отказов сетевых модулей из-за электрических сбоев при подключении по коаксиальному кабелю.

Кроме того, сейчас используется оптический кабель, способный передавать информацию с высокой скоростью на большие расстояния без использования репитеров.

Оцените статью
Блог про сотовую связь