מעניין

מה זה Ethernet IEEE 802.3

מה זה Ethernet IEEE 802.3

אתרנט, IEEE 802.3, הוא אחד הסטנדרטים הנפוצים ביותר עבור רשת מחשבים ותקשורת נתונים כללית. הוא נמצא בשימוש נרחב בכל צורות רשת הנתונים החל מחיבור למוקדי Wi-Fi ביתיים לרשתות נתונים עסקיות ורשתות טלקומוניקציה.

תקן ה- Ethernet נמצא בשימוש במשך שנים רבות, כשהוא מעודכן בהתמדה כדי לעמוד בדרישות הטכנולוגיה הגוברת. מהירויות תקשורת הנתונים עלו בהתמדה ואתרנט, IEEE 802.3 הגדיל את מהירויותיה בהתאם.

אף על פי שלרבים, אתרנט מוכר מכיוון שחיבורי אתרנט משמשים באופן נרחב בבית לחיבורים קווית בין מחשבים ורכזות פס רחב, אך הם מספקים גם קישוריות חיונית למערכות רשתות נתונים המשמשות בארגונים גדולים.

Ethernet ידוע ככל הנראה בגלל כבלי התיקון הקצרים של Ethernet עם מחברי ה- RJ45 שלהם המשמשים לחיבור רוב המחשבים השולחניים לנתבי רשת נתונים. אלה הופכים את חיבורי אתרנט לקלים מאוד, ובכך מגדילים את קלות השימוש והפופולריות של טכנולוגיית אתרנט.

בהתאם לכך אתרנט מהווה את הטכנולוגיה הבסיסית לקישוריות עבור מרבית הרשתות המקומיות בימינו. גרסאותיו נוצרו גם עבור ארגונים גדולים יותר. Ethernet של ספקים הוא דוגמה אחת לאופן שבו הטכנולוגיה הותאמה לשימוש על ידי מפעילי רשת או ספקים.

היסטוריית אתרנט

תקן ה- Ethernet פותח לראשונה על ידי תאגיד זירוקס כמערכת ניסוי מבוססת כבלים קואקסיאלית בשנות השבעים. שימוש בפרוטוקול Carrier Sense Multiple Access / Collision Detect (CSMA / CD) כדי לאפשר למשתמשים מרובים שהוא נועד לשימוש עם רשתות LAN אשר עלולות לחוות שימוש ספורדי עם שימוש כבד מדי פעם.

ההצלחה של פרויקט ה- Ethernet המקורי הובילה לפיתוח משותף של תקן 10 מגה לשניות בשנת 1980. הפעם היו מעורבות שלוש חברות: Digital Equipment Corporation, אינטל ו- Xerox.

מפרט אתרנט גרסה 1 שנבע מפיתוח זה היווה את הבסיס לתקן IEEE 802.3 הראשון שאושר בשנת 1983, ולבסוף פורסם כתקן רשמי בשנת 1985.

מאז שנכתבו ואושרו תקני ה- Ethernet הראשונים, הוכנסו עדכונים רבים כדי לשמור על תקן ה- Ethernet בקנה אחד עם הטכנולוגיות העדכניות ביותר שהופכות לזמינות.

אלמנטים ברשת אתרנט

רשת ה- Ethernet IEEE 802.3 יכולה להיחשב כמורכבת משני אלמנטים עיקריים:

  • מדיה מקושרת: לתקשורת שדרכה מתפשטים האותות יש חשיבות רבה בתוך מערכת רשת אתרנט. הוא שולט ברוב המאפיינים הקובעים את מהירות העברת הנתונים. ישנן מספר אפשרויות בהן ניתן להשתמש:
    • כבל קואקסיאלי: זה היה אחד הסוגים הראשונים של מדיה מקושרת ששימשה עבור אתרנט. בדרך כלל העכבה האופיינית הייתה סביב 110 אוהם ולכן הכבלים המשמשים בדרך כלל ליישומי תדר רדיו לא היו ישימים. סוג זה של כבלים אינו נמצא בשימוש נרחב עבור אתרנט בימינו מכיוון שהוא יקר וקשה להתקנה.
    • כבלים זוגות מפותלים ניתן להשתמש בסוגי סוגים מעוותים: Paired Twisted Pair (UTP) או Pwisted Paired Pair (STP). בדרך כלל הסוגים המוגנים טובים יותר מכיוון שהם מגבילים יותר את איסוף התועה ולכן שגיאות הנתונים מופחתות. מגוון סוגי כבלים שונים זמינים מכיוון שהתקן תמיד נע קדימה.
    • כבל סיבים אופטיים: נעשה שימוש יותר ויותר בכבל סיבים אופטיים מכיוון שהוא מספק חסינות גבוהה מאוד לאיסוף ולקרינה, כמו גם לאפשר העברת שיעורי נתונים גבוהים מאוד.
  • צמתים ברשת צמתי הרשת הם הנקודות אליהן ומתרחשת התקשורת. למרות שבשנים עברו, נעשה שימוש במונחים כמו DTE, ציוד מסוף נתונים ו- DCE, ציוד לתקשורת נתונים, לעתים נדירות רואים אותם בימינו כאשר בוחנים תקשורת אתרנט. במקום זאת סוגי הציוד הנראים ברשת הנתונים של אתרנט הם הנפוצים יותר:
    • מחשבים: כיום, רוב המחשבים כוללים יכולת קישוריות אתרנט. רוב המחשבים השולחניים צפויים לעבוד ברשת מקומית, וזה כמעט מבוסס על אתרנט באופן אוניברסלי. כיום יכולת ה- Ethernet תובנה בלוח האם של המחשב, ולא באמצעות לוח תקע אופציונלי. החיבור הפיזי מסופק בדרך כלל באמצעות מחבר אתרנט בסגנון RJ45.

      עבור מחשבים ניידים יש מגמה הולכת וגוברת עבורם להיות דקים בהרבה. המשמעות היא שלחלקם אין את יציאות ה- Ethernet הייעודיות עם מחבר RJ45 מכיוון שאין מקום עבורן. עם זאת, בדרך כלל הם יכולים להתחבר לרשת מקומית באמצעות Ethernet באמצעות מתאם. זה ייתן להם קישוריות קווית אמינה אם לא משתמשים בחיבורים אלחוטיים.

    • נתבים, מתגים ומוקדים: האלמנטים העיקריים האחרים ברשתות מקומיות המשתמשים באתרנט כמדיום הממשק הם נתבים, מתגים ורכזות. מכשירים אלה מאפשרים לנתב את הנתונים ברשתות הנתונים כך שניתן יהיה לשלוח אותם ולהגיע ליעדיהם הרלוונטיים. למרות שדומים בהיבטים מסוימים, נתבים, מתגים ורכזות הם סוגים שונים של מכשירים, גם אם המונחים נוטים להיות מנוצלים לרעה.
    • מכשירים שונים: בכל רשת מקומית יהיה צורך במגוון מכשירים מלבד מחשבים, נתבים, מתגים וכו '. יהיה צורך בפריטים כמו מדפסות וכו'. אלה יכולים להיות מקושרים לרשת באופן דומה לכל מחשב.
    ניתן לחבר מגוון מכשירים שונים לרשתות מקומיות באמצעות טכנולוגיית אתרנט. סוגים רבים של התקנים המיועדים לשימוש ברשתות מקומיות יהיו בעלי יכולת אתרנט.

בנוסף למכשירים מבוססי החומרה, ולחיבורי גומלין פיזיים הנדרשים לכל רשת מקומית המשתמשת ב- Ethernet, יש צורך גם במנהלי התקן תוכנה. לכל מכשיר עם חיבור אתרנט פיזי תהיה התוכנה הדרושה. בנוסף לכך למערכות ההפעלה הפופולריות כמו Windows, Apple iOS ו- Linus, יכולות Ethernet משולבות בתוכנה הבסיסית.

משמעות הדבר היא כי אין צורך לטעון מנהלי התקנים נוספים בכל הנסיבות החריגות ביותר, אלא כדי לאפשר להתקנים להתחבר לרשת מקומית אתרנט.

טופולוגיות רשת אתרנט

ישנן מספר טופולוגיות רשת שניתן להשתמש בהן לתקשורת אתרנט. הטופס המשמש בפועל יהיה תלוי בדרישות.

  • נקודה לנקודה: זו התצורה הפשוטה ביותר שכן משתמשים בשתי יחידות רשת בלבד. במבנה פשוט זה הכבל ידוע כקישור הרשת. קישורים מסוג זה משמשים להעברת נתונים ממקום אחד למשנהו ובמקום שבו נוח להשתמש ב- Ethernet כמנגנון ההובלה.
  • אוטובוס קואקסיאלי: סוג זה של רשת אתרנט משמש לעתים נדירות בימינו. המערכות השתמשו בכבל קואקסיאלי שבו יחידות הרשת היו ממוקמות לאורך הכבל. אורכי הסגמנטים הוגבלו למקסימום 500 מטר, ואפשר היה למקם עד 1024 DTEs לכל אורכו. למרות שצורה זו של טופולוגיית רשת אינה מותקנת בימינו, מעט מאוד מערכות מדור קודם יכולות להיות עדיין בשימוש. לאור אופן פעולתו, עם מספר צמתים על אותה רגל, נעשה שימוש בתכנית CSMA / CD נגד התנגשות.
  • רשת כוכבים: סוג זה של רשת אתרנט הייתה הטופולוגיה הדומיננטית מאז תחילת שנות התשעים. הוא מורכב מיחידת רשת מרכזית, שעשויה להיות מה שמכונה מהדר או רכזת רב יציאות, או מתג רשת.
    כל החיבורים לצמתים אחרים מקרינים מכך והם קישורים נקודתיים. זהו סוג זה של טופולוגיית רשת המשמשת ומורחבת. חיבורים נוטים להתפשט ממרכז מרכזי באמצעות סדרת נתבים או מתגים להפניית הנתונים לצומת הקצה הנדרש.

זיהוי התנגשות נתוני הודעות

בצורות המקוריות של אתרנט נעשה שימוש בצורה של זיהוי התנגשות נתונים המכונה CSMA / CD. בכך הצמתים זיהו אם נשלחים נתונים ואם הם היו חוזרים ונשלחים שוב את הנתונים שלהם מאוחר יותר.

כיום, תוך שימוש בטופולוגיית הכוכבים המורחבת, אין צורך בדרישת איתור נתוני CSMA / CD. התנגשויות אפשריות רק אם התחנה והמתג מנסים לתקשר זה עם זה בו זמנית, והתנגשויות מוגבלות לקישור האישי.

יתר על כן, תקן 10BASE-T שהוצג לפני שנים רבות אימץ טכניקות דופלקס מלאות ולאור השיפורים שהעניק, טכניקה זו הפכה לסטנדרט להתפתחויות עתידיות של תקן Ethernet.

בדופלקס מלא, מתג ותחנה יכולים לשלוח ולקבל בו זמנית, ולכן רשתות נתונים אתרנטיות מודרניות אינן מתנגשות.


איך אתרנט עובד?

בעת תקשורת ברשת נתונים, מערכת אתרנט מחלקת את הנתונים לסט של מה שמכונה מסגרות. למסגרות אלה יש פורמט ספציפי וכל אחת מהן מכילה את כתובות המקור והיעד.

המסגרת מכילה גם מידע לבדיקת שגיאות, כך שניתן יהיה לאתר כל נתונים פגומים. אם מתגלים שגיאות, בדרך כלל השכבות הגבוהות יותר של ערימת הפרוטוקול עבור המערכת יזרקו את הנתונים ויבקשו להעביר מחדש.

אתרנט מאמצת את מודל ה- OSI עבור מחסנית הפרוטוקולים שלה ובהתאם לכך, אתרנט עצמה מספקת שירותים עד שכבה 3, שכבת קישור הנתונים.

Ethernet אימצה את פורמט כתובת ה- MAC של 48 סיביות ששימש גם תקנים אחרים של IEEE 802, ולפי דרכו קיימת מקובלות על פני תקנים רבים, דבר שמקל על מערכות רשתות נתונים שונות לפעול זו לצד זו.

מטרו ו- Carrier Ethernet

ישנן גרסאות של Ethernet המשמשות לביצועים גבוהים יותר הקשורים למטרו גדול או לרשתות רחבות יותר. Metro Ethernet ו- Ethernet carrier הם שני מונחים המשמשים לעתים קרובות.

לעתים קרובות משתמשים בשני מונחים אלה כמעט להחלפה, אך יש הבדלים מסוימים.

  • מטרו אתרנט: Metro Ethernet מתייחס בדרך כלל למתקן אתרנט שנפרס במטרופולין - כלומר באזור רחב יחסית - רחב יותר מזה של רשת מקומית. לעתים קרובות עסקים משתמשים ב- Metropolitan Ethernet כדי לחבר מספר מיקומים של העסק לרשת באמצעות קו פרטי של Ethernet. זה נותן כמה יתרונות משמעותיים על פני השימוש ברשתות הציבוריות מבחינת מהירות, אבטחה ועלות. רשת ה- Carrier Ethernet היא כיום המונח המקובר-יתר המשמש לתיאור סוג ה- Ethernet המשמש לקווים מבוססי Ethernet מסוג זה.
  • ספק רשת Ethernet: Ethernet או Carrier Ethernet משמש בדרך כלל לספק תקשורת נקודה לנקודה בין שתי נקודות או אתרים או לספק קישורים לרשתות מקומיות וכו '. Carrier Etthernet פיתחה כדי לכלול מספר שירותים אחרים והיא מאפשרת נתונים למרחקים ארוכים. שיתוף בין עסקים וארגונים אחרים. זה מקטין משמעותית את העלויות, תוך שמירה על ביצועים.

Metro Ethernet ו- Carrier Ethernet הם כיום גרסאות מבוססות המשמשות ספקים ונותני שירות רבים כדי לאפשר לעסקים להתקשר עם ביצועים גבוהים על פני משאבי Ethernet ייעודיים או משותפים עם ביצועים גבוהים.

למרות שרשת הנתונים של אתרנט הוצגה במקור בשנות השבעים, היא עברה תהליך מתמשך של עדכון. זה אפשר לשמור על הרעיון הבסיסי, תוך שהוא מאפשר לו לספק את רמות הביצועים הדרושות ככל שדרישות הטכנולוגיה והקישוריות עולות.

טכנולוגיית אתרנט משמשת לרשתות נתונים לכל דבר, החל ברשת מחשבים ביתית ועד לרשתות נתונים ארגוניות בהן חברת הספק Ethernet משמשת להובלת רמות גבוהות של נתונים.

נושאי קישוריות אלחוטית וקווית:
יסודות תקשורת סלולרית 2G GSM3G UMTS4G LTE5GWiFiIEEE 802.15.4 טלפונים אלחוטיים DECT NFC- תקשורת שדה קרוב רשת יסודות מהו הענן Ethernet נתונים סידוריים USBSigFoxLoRaVoIPSDNNFVSD-WAN
חזור לקישוריות אלחוטית וקווית


צפו בסרטון: Ethernet Frame (אוֹקְטוֹבֶּר 2021).