Ethernet

Ethernet

Ethernet er den traditionelle teknologi til at forbinde enheder i et kabelbaseret LAN (Local Area Network) eller WAN (Wide Area Network), så de kan kommunikere med hinanden via en protokol – et sæt regler eller et fælles netværkssprog. Ethernet beskriver, hvordan netværksenheder kan formatere og overføre data, så andre enheder på det samme lokale netværkssegment eller campusnetværkssegment kan genkende, modtage og behandle oplysningerne. Et Ethernet-kabel er den fysiske, indkapslede ledningsføring, som dataene transporteres over.

Ansluttede enheder, der får adgang til et geografisk lokaliseret netværk med et kabel — dvs. med en kablet snarere end trådløs forbindelse — bruger sandsynligvis Ethernet. Fra virksomheder til gamere, forskellige slutbrugere er afhængige af fordelene ved Ethernet-forbindelse, som omfatter pålidelighed og sikkerhed.

Sammenlignet med trådløs LAN-teknologi (WLAN) er Ethernet typisk mindre sårbar over for forstyrrelser. Den kan også tilbyde en større grad af netværkssikkerhed og kontrol end trådløs teknologi, da enheder skal forbindes ved hjælp af fysisk kabling. Dette gør det vanskeligt for udenforstående at få adgang til netværksdata eller kapre båndbredde til ikke-godkendte enheder.

Hvorfor bruges Ethernet?

Ethernet bruges til at forbinde enheder i et netværk og er stadig en populær form for netværksforbindelse. Til lokale netværk, der anvendes af bestemte organisationer — f.eks. virksomhedskontorer, skolecampusser og hospitaler — anvendes Ethernet på grund af dets høje hastighed, sikkerhed og pålidelighed.

Ethernet blev oprindeligt populært på grund af dets billige pris i forhold til den konkurrerende teknologi på det tidspunkt, f.eks. IBM’s Token Ring. Efterhånden som netværksteknologien udviklede sig, sikrede Ethernet’s evne til at udvikle sig og levere højere niveauer af ydeevne, samtidig med at den opretholdt bagudkompatibilitet, dens vedvarende popularitet. Ethernet’s oprindelige gennemløb på 10 megabit pr. sekund blev tidoblet til 100 Mbps i midten af 1990’erne, og Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc. (IEEE) fortsætter med at levere øget ydeevne med successive opdateringer. De nuværende versioner af Ethernet kan understøtte operationer på op til 400 gigabit pr. sekund (Gbps).

Fordele og ulemper

Ethernet har mange fordele for brugerne, hvilket er grunden til, at det er blevet så populært. Der er dog også nogle få ulemper.

Fordele

• relativt lave omkostninger;
• bagudkompatibilitet;
• generelt modstandsdygtig over for støj;
• god kvalitet af dataoverførsel;
• hastighed;
• pålidelighed; og
• datasikkerhed — almindelige firewalls kan anvendes.

Ulemper

• Det er beregnet til mindre netværk over kortere afstande.
• Mobiliteten er begrænset.
• Brug af længere kabler kan skabe overspænding.
• Det fungerer ikke godt med realtids- eller interaktive applikationer.
• Stigning i trafikken får Ethernet-hastigheden til at falde.
• Modtagerne kvitterer ikke for modtagelsen af datapakker.
• Ved fejlfinding er det svært at spore, hvilket specifikt kabel eller knudepunkt der er årsag til problemet.

Ethernet vs. Wi-Fi

Wi-Fi er den mest populære type netværksforbindelse. I modsætning til kablede forbindelsestyper, som f.eks. Ethernet, kræver den ikke et fysisk kabel til at blive tilsluttet; data overføres via trådløse signaler.

forskelle mellem Ethernet- og Wi-Fi-forbindelser

Ethernetforbindelse

• overfører data via et kabel;
• begrænset mobilitet
• – et fysisk kabel er påkrævet;
• flere hastighed, pålidelighed og sikkerhed end Wi-Fi;
• konstant hastighed;
• datakryptering er ikke påkrævet;
• lavere latenstid; og
• mere kompleks installationsproces.

Wi-Fi forbindelse

• overfører data via trådløse signaler i stedet for via et kabel;
• bedre mobilitet, da der ikke er behov for kabler;
• ikke så hurtig, pålidelig eller sikker som Ethernet;
• mere bekvemt – brugerne kan oprette forbindelse til internettet hvor som helst;
• uoverensstemmende hastighed – Wi-Fi er udsat for signalforstyrrelser;
• kræver datakryptering;
• højere latenstid end Ethernet; og
• enklere installationsproces.

Hvordan Ethernet fungerer

IEEE specificerer i den familie af standarder, der kaldes IEEE 802.3, at Ethernet-protokollen berører både lag 1 (fysisk lag) og lag 2 (datalinklag) i Open Systems Interconnection (OSI) netværksprotokolmodellen.

Ethernet definerer to transmissionsenheder: pakke og ramme. Rammen indeholder ikke blot nyttelasten af de data, der overføres, men også følgende:

• de fysiske MAC-adresser (Media Access Control) for både afsender og modtager;
• virtual LAN (VLAN) tagging og QoS (Quality of Service)-oplysninger; og
• fejlkorrektionsoplysninger til at opdage transmissionsproblemer.

Hver ramme er pakket ind i en pakke, der indeholder flere bytes information for at etablere forbindelsen og markere, hvor rammen starter.

Ingeniører hos Xerox udviklede først Ethernet i 1970’erne; Ethernet kørte oprindeligt over koaksialkabler. I dag bruger et typisk Ethernet LAN særlige kvaliteter af parsnoede kabler eller fiberoptiske kabler. Tidlig Ethernet forbandt flere enheder til netværkssegmenter via hubs – enheder på lag 1, der er ansvarlige for transport af netværksdata – ved hjælp af enten en daisy chain- eller stjernetopologi.

Hvis to enheder, der deler en hub, forsøger at sende data på samme tid, kan pakkerne kollidere og skabe problemer med forbindelsen. For at afhjælpe disse digitale trafikpropper udviklede IEEE protokollen Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD), som gør det muligt for enhederne at kontrollere, om en given linje er i brug, før de påbegynder nye transmissioner.

Spå et senere tidspunkt gav Ethernet-hubs i vid udstrækning plads til netværksswitche. Da en hub ikke kan skelne mellem punkter på et netværkssegment, kan den ikke sende data direkte fra punkt A til punkt B. Når en netværksenhed sender en transmission via en indgangsport, kopierer hubben i stedet dataene og distribuerer dem til alle de tilgængelige udgangsporte.

En switch sender derimod på intelligent vis kun den trafik, der er beregnet til en given port, til en given port i stedet for kopier af alle transmissioner på netværkssegmentet, hvilket forbedrer sikkerheden og effektiviteten.

Som med andre netværkstyper skal de involverede computere indeholde et netværksinterfacekort (NIC) for at kunne tilsluttes Ethernet.

Typer af Ethernet-kabler

Arbejdsgruppen IEEE 802.3 godkendte den første Ethernet-standard i 1983. Siden da er teknologien fortsat med at udvikle sig og har omfavnet nye medier, højere transmissionshastigheder og ændringer i rammeindholdet:

• 802.3ac blev indført for at imødekomme VLAN- og prioritetsmærkning.
• 802.3af definerer Power over Ethernet (PoE), som er afgørende for de fleste implementeringer af Wi-Fi og IP-telefoni (Internet Protocol).
• 802.11a, b, g, n, ac og ax definerer det tilsvarende til Ethernet for WLAN’er.
• 802.3u indførte 100BASE-T — også kendt som Fast Ethernet — med dataoverførselshastigheder på op til 100 Mbps. Udtrykket BASE-T angiver brugen af parsnoede kabler.

Gigabit Ethernet har hastigheder på 1.000 Mbps — 1 gigabit eller 1 milliard bits pr. sekund (bps) — 10 GbE, op til 10 Gbps osv. Netværksingeniører bruger 100BASE-T i vid udstrækning til at forbinde slutbrugercomputere, printere og andre enheder, til at administrere servere og lagerplads og til at opnå højere hastigheder for netværkets backbone-segmenter. Med tiden har den typiske hastighed for hver forbindelse tendens til at stige.

Ethernetkabler forbinder netværksenheder til de relevante routere eller modemmer, idet forskellige kabler fungerer med forskellige standarder og hastigheder. F.eks. understøtter kategori 5 (Cat5)-kablet traditionelt og 100BASE-T Ethernet, kategori 5e (Cat5e)-kablet kan håndtere GbE, og kategori 6 (Cat6) fungerer med 10 GbE.

Ethernet crossover-kabler, som forbinder to enheder af samme type, findes også, hvilket gør det muligt at forbinde to computere uden en switch eller router imellem dem.