Как работает Ethernet

How Ethernet Works

Ethernet - это сетевая технология, которая позволяет компьютерам и другим устройствам в одной сети связываться друг с другом. В отличие от беспроводной связи, в сети Ethernet сигналы проходят по проводам. Это тип сети, лежащей в основе локальных сетей (LAN), городских сетей (MAN) и глобальных сетей (WAN). Поскольку потребность в более высоких скоростях сети продолжает расти, технологии Ethernet также продолжают достигать новых высот. Раньше Базовый Ethernet стандарт был широко внедрен, но скорость, с которой он сканировал, была низкой 10 Мбит / с. Скорость Ethernet позже значительно улучшилась до 100 Мбит / с с Fast Ethernet стандарт. Хотя Fast Ethernet по-прежнему является наиболее распространенным стандартом, используемым сегодня, стандарты, поддерживающие более высокие скорости, такие как Гигабитный Ethernet , который может обрабатывать до 1000 Мбит / с или 1 Гбит / с, а 10 Гбит Ethernet уже внедряются, особенно в крупных отраслях.

Как работает Ethernet

Каждое устройство в сети Ethernet имеет карту Ethernet, более известную как NIC (контроллер сетевого интерфейса). Эти устройства называются узлы , и они разговаривают друг с другом, используя протоколы . В контексте сети протокол - это язык общения между подключенными устройствами. Узлы общаются через фреймы, блоки информации, которые узлы отправляют в виде коротких сообщений. Кадры несут информацию, которую узел отправляет другому узлу. Если протокол - это язык, кадры - это предложения. Протокол Ethernet определяет набор правил для создания кадров, и каждый кадр имеет адрес назначения и адрес источника для идентификации отправителя и получателя кадра. Нет двух узлов с одинаковым адресом. Устройства подключаются друг к другу через Ethernet-кабели, также называемые Средняя .



Сигналы имеют тенденцию ослабевать при прохождении по кабелю. Некоторые сигналы могут даже теряться, если кабель слишком длинный. Чтобы сохранить качество, сигнал нужно усилить. В сети Ethernet эти усилители называются повторителями. Повторители или усилители сигнала - это электронные устройства, которые усиливают, а затем повторно передают сигнал. Эти повторители устанавливаются через определенные промежутки времени в сети Ethernet.



Встречные сигналы

Распространенной проблемой в сетях Ethernet является конфликт сигналов, который происходит, когда два или более компьютера отправляют данные одновременно. CSMA / CD (множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий) эффективно решает эту сетевую дилемму. С участием Перевозчик Значение e, компьютер проверяет, используется ли провод, прежде чем отправлять информацию, которая применяется, когда многие компьютеры используют одно и то же соединение, таким образом, Множественный доступ . Когда устройства в сети отправляют информацию одновременно, эта информация будет конфликтовать и не будет отправлена ​​успешно. Обнаружение столкновений это способность устройств в сети обнаруживать, что другие устройства также отправили информацию другим устройствам. Когда это произойдет, указанные устройства будут ждать случайное количество времени, а затем попытаются повторно отправить информацию.



Кабели Ethernet

Кабели Ethernet связывают вместе все устройства в сети. В настоящее время доступны два типа кабелей Ethernet: витая пара и оптоволоконный кабель. Тип используемых кабелей определяет производительность сети.

Кабели витой пары

Кабели Ethernet на основе витой пары состоят из медных проводов, скрученных попарно и скрученных вместе в пластиковой оболочке. Концы кабелей заделаны разъемом RJ45. Кабели витой пары используются с самого начала создания сетей Ethernet, и их классифицируют по нескольким категориям.

Первым кабелем, использованным в сети Ethernet, был Категория 1 кабель, который широко использовался в 1970-х годах. Этот кабель, также известный как коаксиальный кабель, состоит из скрученных телефонных проводов, завернутых в пластиковую оболочку. В последующих итерациях были улучшены частоты и производительность. Однако только в 1995 году произошел значительный скачок в частоте и скорости. Категория 5 кабели имеют частоту более 100 МГц и гораздо более высокую скорость 100 Мбит / с. Это было незадолго до того, как Категория 5e или Кошка 5e был введен кабель, увеличивший скорость до 1 Гбит / с. В Категория 6 кабель вышел в начале 21 века. Кабели Cat 6, работающие на частоте 250 МГц, могут передавать данные со скоростью 1 Гбит / с на расстояние более 330 футов и со скоростью 10 Гбит / с на расстоянии более 150 футов. Кабели Cat 6 также имеют экранирование для уменьшения помех. Улучшенный Cat 6, Cat 6A Кабель работает на частоте 500 МГц, обеспечивая 1 Гбит / с на расстоянии 330 футов. Категория 7 следует за кабельной лестницей с более высокой частотой 600 МГц и выдающейся производительностью 10 Гбит / с на расстоянии 330 футов. Для усиления изоляции каждая пара проводов экранирована, а другой экран покрывает весь пучок проводов, что еще больше снижает помехи. Кабель Cat 7 был улучшен до Cat 7A , который передает 1 ГГц с поразительной скоростью 40 Гбит / с на расстояние 165 футов. Список становится все длиннее, с последним добавлением в группу, Категория 8 кабель, работающий на максимальной частоте 2 ГГц и скорости 40 Гбит / с. Cat 7 и Cat 8 в основном используются в серверных комнатах и ​​центрах обработки данных, где требуется максимальная скорость.



Волоконно-оптические кабели

В настоящее время волоконная оптика занимает центральное место в области сетевых технологий. Волоконная оптика, изготовленная из стекловолокна, обеспечивает гораздо лучшие характеристики, чем традиционные медные провода. Оптоволоконные кабели могут обрабатывать данные со скоростью 10 Гбит / с на большие расстояния в 1000-6000 футов. Это устраняет необходимость в усилителях сигнала. Волоконная оптика также невосприимчива к помехам, в отличие от медных кабелей, поскольку они переносят свет вместо электричества. Следовательно, сигнал более надежен в оптоволоконных кабелях.

Преимущества Ethernet

Ethernet по-прежнему широко применяется во всем мире, несмотря на рост беспроводной связи. С развитием новых технологий, Ethernet продолжает удовлетворять потребности большинства сетевых специалистов, особенно их потребность в скорости. Ethernet также более надежен, чем его беспроводной аналог. Поскольку данные передаются по кабелям, а не по воздуху, вероятность прерывания из-за радиочастот и других сигналов меньше. Надежность, эффективность, безопасность данных и более высокая скорость - вот лишь некоторые из многих преимуществ сети Ethernet, которая до сих пор широко используется в современных сетевых пространствах.