Ethernet
Az Ethernet az eszközök vezetékes helyi hálózatban (LAN) vagy nagy kiterjedésű hálózatban (WAN) történő összekapcsolásának hagyományos technológiája, amely lehetővé teszi számukra, hogy egy protokoll – szabályrendszer vagy közös hálózati nyelv – segítségével kommunikáljanak egymással. Az Ethernet leírja, hogy a hálózati eszközök hogyan tudják az adatokat formázni és továbbítani, hogy az ugyanazon a helyi vagy egyetemi hálózati szegmensen lévő más eszközök felismerhessék, fogadhassák és feldolgozhassák az információkat. Az Ethernet-kábel az a fizikai, burkolt vezeték, amelyen keresztül az adatok haladnak.
A földrajzilag lokalizált hálózathoz kábellel — azaz inkább vezetékes, mint vezeték nélküli kapcsolattal — hozzáférő csatlakoztatott eszközök valószínűleg az Ethernetet használják. A vállalkozásoktól a játékosokig sokféle végfelhasználó függ az Ethernet-kapcsolat előnyeitől, amelyek közé tartozik a megbízhatóság és a biztonság.
A vezeték nélküli LAN (WLAN) technológiához képest az Ethernet általában kevésbé érzékeny a zavarokra. A vezeték nélküli technológiánál nagyobb fokú hálózati biztonságot és ellenőrzést is nyújthat, mivel az eszközöknek fizikai kábelezéssel kell csatlakozniuk. Ez megnehezíti a kívülállók számára a hálózati adatokhoz való hozzáférést vagy a sávszélesség eltérítését nem engedélyezett eszközök számára.
Miért használják az Ethernetet?
Az Ethernet az eszközök hálózaton belüli összekapcsolására szolgál, és még mindig népszerű hálózati csatlakozási forma. Az egyes szervezetek — például vállalati irodák, iskolai kampuszok és kórházak — által használt helyi hálózatokban az Ethernetet a nagy sebesség, a biztonság és a megbízhatóság miatt használják.
Az Ethernet kezdetben azért vált népszerűvé, mert az akkori konkurens technológiához, például az IBM Token Ringhez képest olcsó volt. A hálózati technológia fejlődésével az Ethernet képes volt fejlődni és nagyobb teljesítményt nyújtani, miközben a visszafelé kompatibilitást is fenntartotta, ami biztosította tartós népszerűségét. Az Ethernet eredeti 10 megabit/másodperces átviteli sebessége az 1990-es évek közepére megtízszereződött 100 Mbps-ra, és az Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc. (IEEE) az egymást követő frissítésekkel folyamatosan növeli a teljesítményt. Az Ethernet jelenlegi változatai akár 400 gigabit/másodperc (Gbps) sebességű működést is támogatnak.
Előnyei és hátrányai
Az Ethernet számos előnnyel jár a felhasználók számára, ezért is lett olyan népszerű. Van azonban néhány hátránya is.
Előnyei
- viszonylag alacsony költség;
- visszafelé kompatibilitás;
- általában ellenáll a zajnak;
- jó adatátviteli minőség;
- sebesség;
- megbízhatóság; és
- adatbiztonság – a szokásos tűzfalak használhatók.
Hátrányok
- Kisebb, rövidebb távú hálózatokhoz készült.
- A mobilitás korlátozott.
- A hosszabb kábelek használata keresztbeszólásokat okozhat.
- Nem működik jól valós idejű vagy interaktív alkalmazásoknál.
- A megnövekedett forgalom miatt az Ethernet sebessége csökken.
- A vevőkészülékek nem nyugtázzák az adatcsomagok fogadását.
- A hibaelhárítás során nehéz nyomon követni, hogy melyik konkrét kábel vagy csomópont okozza a problémát.
Ethernet vs. Wi-Fi
A Wi-Fi a legnépszerűbb hálózati kapcsolattípus. A vezetékes kapcsolattípusoktól, például az Ethernettől eltérően nem igényel fizikai kábelt a csatlakoztatáshoz; az adatok átvitele vezeték nélküli jeleken keresztül történik.
Ethernet-kapcsolat
Ethernet-kapcsolat
- kábelen keresztül továbbítja az adatokat;
- korlátozott mobilitás – fizikai kábelre van szükség;
- több sebesség, megbízhatóság és biztonság, mint a Wi-Fi;
- konzisztens sebesség;
- nincs szükség adattitkosításra;
- kisebb késleltetés; és
- bonyolultabb telepítési folyamat.
Wi-Fi kapcsolat
- vezeték nélküli jeleken keresztül továbbítja az adatokat, nem pedig kábelen keresztül;
- jobb mobilitás, mivel nincs szükség kábelekre;
- nem olyan gyors, megbízható és biztonságos, mint az Ethernet;
- kényelmesebb — a felhasználók bárhonnan csatlakozhatnak az internethez;
- nem állandó a sebesség — a Wi-Fi hajlamos a jelinterferenciára;
- adattitkosítást igényel;
- nagyobb késleltetés, mint az Ethernet; és
- egyszerűbb telepítési folyamat.
Hogyan működik az Ethernet
AIEEE az IEEE 802.3 szabványcsaládban meghatározza, hogy az Ethernet protokoll az Open Systems Interconnection (OSI) hálózati protokollmodell 1. (fizikai réteg) és 2. (adatkapcsolati réteg) rétegét is érinti.
Az Ethernet két átviteli egységet határoz meg: csomagot és keretet. A keret nemcsak az átvitt adatok hasznos terhét tartalmazza, hanem a következőket is:
- a küldő és a fogadó fizikai média-hozzáférésvezérlő (MAC) címét;
- virtuális LAN (VLAN) címkézési és szolgáltatásminőségi (QoS) információkat; és
- hibajavítási információkat az átviteli problémák észlelésére.
Minden keretet egy csomagba csomagolnak, amely több bájtnyi információt tartalmaz a kapcsolat létrehozására és a keret kezdőpontjának megjelölésére.
A Xerox mérnökei fejlesztették ki először az Ethernetet az 1970-es években; az Ethernet kezdetben koaxiális kábelen futott. Manapság egy tipikus Ethernet LAN speciális minőségű sodrott páros kábeleket vagy optikai kábeleket használ. A korai Ethernet több eszközt hálózati szegmensekbe kapcsolt hubokon – a hálózati adatok továbbításáért felelős 1. rétegbeli eszközökön – keresztül, lánc- vagy csillagtopológiával.
Ha azonban két, egy hubon osztozó eszköz egyszerre próbál adatokat továbbítani, a csomagok ütközhetnek, és kapcsolódási problémákat okozhatnak. Ezeknek a digitális forgalmi dugóknak az enyhítésére az IEEE kifejlesztette a CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) protokollt, amely lehetővé teszi az eszközök számára, hogy az új adások megkezdése előtt ellenőrizzék, hogy egy adott vonal használatban van-e.
Később az Ethernet-hubok nagyrészt átadták helyüket a hálózati kapcsolóknak. Mivel a hub nem tud különbséget tenni a hálózati szegmens pontjai között, nem tud közvetlenül adatokat küldeni A pontból B pontba. Ehelyett, amikor egy hálózati eszköz egy bemeneti porton keresztül adást küld, a hub lemásolja az adatokat, és szétosztja az összes elérhető kimeneti portra.
A switch ezzel szemben intelligensen csak a saját eszközeinek szánt forgalmat küldi bármelyik portra, nem pedig a hálózati szegmens összes adásának másolatát, így javul a biztonság és a hatékonyság.
A többi hálózattípushoz hasonlóan az Ethernethez való csatlakozáshoz az érintett számítógépeknek hálózati interfész kártyát (NIC) kell tartalmazniuk.
Ethernet-kábelek típusai
Az IEEE 802.3 munkacsoport 1983-ban hagyta jóvá az első Ethernet-szabványt. Azóta a technológia folyamatosan fejlődött, és új médiumokat, nagyobb átviteli sebességeket és a keretek tartalmának változásait fogadta be:
- A 802.3ac szabványt a VLAN és a prioritási címkézés befogadására vezették be.
- 802.3af definiálja a Power over Ethernet (PoE) szabványt, amely a legtöbb Wi-Fi és IP-telefónia (Internet Protocol) telepítésnél alapvető fontosságú.
- 802.11a, b, g, n, ac és ax definiálja az Ethernet megfelelőjét a WLAN-ok számára.
- 802.3u bevezette a 100BASE-T-t — más néven Fast Ethernet — 100 Mbps adatátviteli sebességgel. A BASE-T kifejezés a sodrott páros kábelezés használatára utal.
A Gigabit Ethernet 1000 Mbps — 1 gigabit vagy 1 milliárd bit/másodperc (bps) — sebességgel büszkélkedhet, a 10 GbE pedig akár 10 Gbps sebességgel. A hálózati mérnökök a 100BASE-T-t nagyrészt a végfelhasználói számítógépek, nyomtatók és egyéb eszközök csatlakoztatására; a szerverek és tárolók kezelésére; valamint a hálózati gerinchálózati szegmensek nagyobb sebességének elérésére használják. Idővel az egyes kapcsolatok jellemző sebessége általában növekszik.
Az Ethernet-kábelek a hálózati eszközöket a megfelelő routerekhez vagy modemekhez csatlakoztatják, a különböző kábelek különböző szabványokkal és sebességekkel működnek. Például az 5-ös kategóriájú (Cat5) kábel támogatja a hagyományos és a 100BASE-T Ethernetet, az 5e kategóriájú (Cat5e) kábel a GbE-t, a 6-os kategóriájú (Cat6) pedig a 10 GbE-t.
Ethernet crossover kábelek is léteznek, amelyek két azonos típusú eszközt kapcsolnak össze, így két számítógépet anélkül lehet összekapcsolni, hogy kapcsoló vagy router lenne közöttük.