Ethernet

Ethernet é a tecnologia tradicional para conectar dispositivos em uma rede local com fio (LAN) ou rede de área ampla (WAN), permitindo que eles se comuniquem entre si através de um protocolo — um conjunto de regras ou linguagem de rede comum. Ethernet descreve como os dispositivos de rede podem formatar e transmitir dados para que outros dispositivos no mesmo segmento de rede local ou de área do campus possam reconhecer, receber e processar as informações. Um cabo Ethernet é o cabeamento físico, encapsulado sobre o qual os dados viajam.

Dispositivos conectados acessando uma rede geograficamente localizada com um cabo — ou seja, com uma conexão com fio em vez de sem fio — provavelmente usam Ethernet. De empresas a jogadores, diversos usuários finais dependem dos benefícios da conectividade Ethernet, que incluem confiabilidade e segurança.

Em comparação com a tecnologia de LAN sem fio (WLAN), a Ethernet é tipicamente menos vulnerável a interrupções. Ela também pode oferecer um maior grau de segurança e controle de rede do que a tecnologia sem fio, uma vez que os dispositivos devem se conectar usando cabeamento físico. Isto dificulta o acesso de pessoas de fora aos dados da rede ou seqüestro de largura de banda para dispositivos não sancionados.

Por que é usada a Ethernet?

Ethernet é usada para conectar dispositivos em uma rede e ainda é uma forma popular de conexão de rede. Para redes locais usadas por organizações específicas — como escritórios de empresas, campus de escolas e hospitais — a Ethernet é usada por sua alta velocidade, segurança e confiabilidade.

Ethernet inicialmente cresceu popular devido a sua etiqueta de preço barato quando comparado com a tecnologia concorrente da época, como o Token Ring da IBM. Com o avanço da tecnologia de rede, a capacidade da Ethernet de evoluir e fornecer níveis mais elevados de desempenho, mantendo ao mesmo tempo a retrocompatibilidade, garantiu a sua popularidade sustentada. A produção original de 10 megabits por segundo da Ethernet aumentou dez vezes para 100 Mbps em meados da década de 90, e o Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc. (Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc.). (IEEE) continua a oferecer maior desempenho com atualizações sucessivas. As versões atuais da Ethernet podem suportar operações de até 400 gigabits por segundo (Gbps).

Vantagens e desvantagens

Athernet tem muitos benefícios para os usuários, e é por isso que ela cresceu tão popular. No entanto, também há algumas desvantagens.

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Vantagens

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  • relativamente baixo custo;
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  • compatibilidade retroativa;
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  • resistente geral ao ruído;
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  • boa qualidade de transferência de dados;
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  • velocidade;
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  • confiabilidade; e
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  • segurança dos dados — firewalls comuns podem ser usados.

Desvantagens

  • Pode ser usado em redes mais pequenas e de menor distância.
  • A mobilidade é limitada.
  • O uso de cabos mais longos pode criar crosstalk.
  • Não funciona bem com aplicações interactivas ou em tempo real.
  • Tráfego sem fios faz a velocidade Ethernet diminuir.
  • Receptores não reconhecem a recepção de pacotes de dados.
  • Quando há problemas, é difícil rastrear qual cabo ou nó específico está causando o problema.

Ethernet vs. Wi-Fi

Wi-Fi é o tipo mais popular de conexão de rede. Ao contrário dos tipos de conexão com fio, como a Ethernet, ela não requer um cabo físico para ser conectada; os dados são transmitidos através de sinais sem fio.

Diferenças entre conexões Ethernet e Wi-Fi

Conexão Ethernet

  • Transmita dados através de um cabo;
  • Mobilidade limitada — é necessário um cabo físico;
  • maior velocidade, fiabilidade e segurança do que Wi-Fi;
  • velocidade consistente;
  • encriptação de dados não é necessária;
  • menor latência; e
  • processo de instalação mais complexo.

Conexão Wi-Fi

  • Transmita dados através de sinais sem fio em vez de por cabo;
  • Melhor mobilidade, pois não são necessários cabos;
  • Não tão rápido, confiável ou seguro como a Ethernet;
  • mais conveniente — os usuários podem se conectar à Internet de qualquer lugar;
  • velocidade inconsistente — Wi-Fi é propenso a interferência de sinal;
  • exige criptografia de dados;
  • maior latência do que Ethernet; e
  • processo de instalação mais simples.

Como funciona a Ethernet

IEEE especifica na família de padrões chamada IEEE 802.3 que o protocolo Ethernet toca tanto a Camada 1 (camada física) quanto a Camada 2 (camada de link de dados) no modelo de protocolo de rede Open Systems Interconnection (OSI).

Ethernet define duas unidades de transmissão: pacote e quadro. O frame inclui não apenas a carga útil dos dados a serem transmitidos, mas também o seguinte:

  • os endereços MAC (physical media access control) tanto do emissor como do receptor;
  • marcação de LAN (VLAN) virtual e informação de qualidade de serviço (QoS); e
  • informação de correcção de erros para detectar problemas de transmissão.

Cada frame está envolto num pacote que contém vários bytes de informação para estabelecer a ligação e marcar onde o frame começa.

Engenheiros da Xerox desenvolveram a Ethernet pela primeira vez nos anos 70; a Ethernet passou inicialmente por cabos coaxiais. Hoje, uma LAN Ethernet típica utiliza cabos de par trançado ou cabeamento de fibra óptica de grau especial. A primeira Ethernet conectou vários dispositivos em segmentos de rede através de hubs — dispositivos de camada 1 responsáveis pelo transporte de dados da rede — usando uma daisy chain ou topologia estelar.

No entanto, se dois dispositivos que compartilham um hub tentarem transmitir dados ao mesmo tempo, os pacotes podem colidir e criar problemas de conectividade. Para aliviar esses congestionamentos de tráfego digital, o IEEE desenvolveu o protocolo Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD), que permite que os dispositivos verifiquem se uma determinada linha está em uso antes de iniciar novas transmissões.

Hubs Ethernet mais recentes deram lugar a switches de rede. Como um hub não pode discriminar entre pontos em um segmento de rede, ele não pode enviar dados diretamente do ponto A para o ponto B. Em vez disso, sempre que um dispositivo de rede envia uma transmissão através de uma porta de entrada, o hub copia os dados e os distribui para todas as portas de saída disponíveis.

Por outro lado, um switch envia inteligentemente qualquer porta, apenas o tráfego destinado aos seus dispositivos em vez de cópias de toda e qualquer transmissão no segmento de rede, melhorando assim a segurança e eficiência.

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Como com outros tipos de rede, os computadores envolvidos devem incluir uma placa de interface de rede (NIC) para se conectar à Ethernet.

Tipos de cabos Ethernet

O grupo de trabalho IEEE 802.3 aprovou a primeira norma Ethernet em 1983. Desde então, a tecnologia tem continuado a evoluir e abraçar novas mídias, maiores velocidades de transmissão e mudanças no conteúdo dos quadros:

  • 802.3ac foi introduzido para acomodar VLAN e tagging prioritário.
  • 802.3af define Power over Ethernet (PoE), que é crucial para a maioria das implantações de telefonia Wi-Fi e Protocolo Internet (IP).
  • 802.11a, b, g, n, ac e ax definem o equivalente de Ethernet para WLANs.
  • 802.3u introduzido no 100BASE-T — também conhecido como Fast Ethernet — com velocidades de transmissão de dados de até 100 Mbps. O termo BASE-T indica o uso de cabeamento de par trançado.

Gigabit Ethernet apresenta velocidades de 1.000 Mbps — 1 gigabit ou 1 bilhão de bits por segundo (bps) — 10 GbE, até 10 Gbps, e assim por diante. Os engenheiros de rede usam 100BASE-T em grande parte para conectar computadores de usuários finais, impressoras e outros dispositivos; para gerenciar servidores e armazenamento; e para alcançar velocidades mais altas para segmentos de backbone de rede. Com o tempo, a velocidade típica de cada conexão tende a aumentar.

Cabos Ethernet conectam os dispositivos de rede aos roteadores ou modems apropriados, com cabos diferentes que trabalham com padrões e velocidades diferentes. Por exemplo, o cabo Categoria 5 (Cat5) suporta Ethernet tradicional e 100BASE-T, o cabo Categoria 5e (Cat5e) pode suportar GbE e Categoria 6 (Cat6) funciona com 10 GbE.

Cabos crossover Ethernet, que conectam dois dispositivos do mesmo tipo, também existem, permitindo que dois computadores sejam conectados sem um switch ou roteador entre eles.

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