Рассказать популярно о том, что такое Ethernet не просто. Если в двух словах, то Ethernet это технология построения компьютерных сетей. Существует большое количество стандартов Ethernet сетей. Они отличаются скоростью передачи, типами кабелей и оборудованием.

История технологии Ethernet тянется из далекого 1972 года. Именно тогда появились первые версии технологии Ethernet. Первые экспериментальные версии Ethernet позволяли передавать данные со скоростью до 3 Мбит/с. Полноценный Ethernet появился в начале 80-х годов. Так, первая официальная версия стандарта появилась в 1983 году. В качестве передающей среды использовался коаксиальный кабель.

Настоящим рывком для технологии стал переход к использованию витой пары. Новая среда передачи позволила повысить скорость до 100 Мбит/с. Высокоскоростная версия технологии получила название Fast Ethernet. С приходом Fast Ethernet улучшилась не только скорость, но и простота и надежность сетей. Благодаря этим улучшением технология Ethernet получила огромную популярность. Сейчас Ethernet контроллер есть в каждом компьютере и в большинстве случаев именно он используется для подключения к Интернету.

Стандарты Ethernet можно разделить по скорости передачи данных, которую они обеспечивают:

• 10 Мбит/с – сеть на базе коаксиального кабеля или витой пары, на данный момент не используется;
• 100 Мбит/с (Fast Ethernet) – сеть на базе витой пары, на данный момент наиболее распространенный вариант сети Ethernet, используется при построении домашних и офисных локальных сетей, а также для подключения пользователей к Интернету.
• 1 Гбит/с (Gigabit Ethernet) – сеть на базе витой пары или оптоволокна. Gigabit Ethernet по витой паре сейчас поддерживается большинством современных контроллеров, по этому этот вариант сети Ethernet также часто используется для построения домашних и офисных локальных сетей. Для подключения пользователей к Интернету используется редко;
• 10 Гбит/с – сеть на базе оптоволокна, используется Интернет провайдерами;

Технология Ethernet продолжает свое развитие. Уже разработаны новые стандарты Ethernet-сетей, которые позволят передавать данные со скоростью 40 и 100 Гбит/с.

Ethernet

Для начала обратимся к некоторым историческим фактам.

В 1973 году в исследовательском центре Пало‑Альто (более известном как PARC), принадлежащем корпорации Xerox, сотрудником этого центра Бобом Меткалфом была разработана и протестирована первая сеть Ethernet. Разрабатывая способ подключения компьютера Alto, разработанного в компании Xerox, с принтером, Меткалф создал физический метод кабельного подключения, соединяющего устройства в локальной сети, а также стандарты, регулирующие систему связи. Скорость передачи данных при таком подключении составляла приблизительно 3 Мбит/с. В своем первоначальном варианте доклад Меткалфа описывал Ethernet как «разветвленную широковещательную систему связи для доставки пакетов цифровых данных на локально‑распределенные вычислительные станции. Механизм доставки пакетов, обеспечиваемый Ethernet, используется для создания систем, которые можно рассматривать либо в качестве локальных компьютерных сетей, либо как слабосвязанную многопроцессорную систему. Совместно используемые средства связи в составе сети Ethernet, ее «эфир» (Ether) – это средства пассивной передачи без какого‑либо центрального управления. Координация доступа в эфир для трансляции пакетов распределяется между конкурирующими передающими станциями с использованием контролируемого статистического арбитража (разрешения конфликтов). Коммутация пакетов к их пунктам назначения в сети распределяется между принимающими станциями посредством распознавания адресов пакетов».

Вслед за этим консорциум, состоящий из трех компаний – Digital Equipment Corporation (DEC), Intel и Xerox – примерно в 1980 году осуществил совместную разработку, в результате которой была определена версия Ethernet 1.0, обеспечивающая скорость передачи данных 10 Мбит/с. В 1983 году Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) выпустил стандарт IEEE 802.3, основанный во многом на версии Ethernet 1.0 и очень на нее похожий.

В 1985 году официальный стандарт IEEE 802.3 был опубликован, ознаменовав собой начало новой эры, что и привело к появлению сети Интернет несколькими годами позже.

С той поры Ethernet превратился в самую популярную и наиболее широко используемую сетевую технологию в мире.

Многие проблемы, связанные с Ethernet, являются общими для многих сетевых технологий, поэтому понимание того, как эти проблемы решаются в сетях Ethernet, может послужить основанием улучшения общего понимания сетевых технологий.

 

 

Основные категории сетей Ethernet Ethernet

10 Мбит/с (стандарт IEEE 802.3)

Данная категория сети Ethernet имеет отношение к первоначальной технологии локальных сетей, работающих со скоростью 10 Мбит/с.

Ethernet может работать в различной проводной среде передачи данных, включая витую пару и коаксиальный кабель. Ethernet со скоростью 10 Мбит/с отличается от других высокоскоростных технологий Ethernet, таких, как FastEthernet, Gigabit Ethernet и 10 Gigabit Ethernet.

В зависимости от типа используемого кабеля различают следующие виды сетей 10 Мбит/с:

– 10BaseT– Ethernet на базе витой пары

– F10Base– Ethernet на базе оптоволокна

– 10Base2– Ethernet на базе тонкого коаксиального кабеля

– 10Base5– Ethernet на базе толстого коаксиального кабеля

 

Fast Ethernet (стандарт IEEE 802.3U)

Fast Ethernet включает в себя несколько спецификаций Ethernet 100 Мбит/с. Он обеспечивает десятикратное увеличение скорости передачи по сравнению со спецификацией 10BaseT Ethernet, сохраняя при этом такие качества, как формат фрейма данных, механизмы управления доступом к сетевой среде (MAC), а также максимальный размер передаваемого блока данных (MTU). Сходство между различными категориями сетей Ethernet позволяет использовать имеющиеся в наличии приложения 10BaseT и средства сетевого управления и в сетях стандарта Fast Ethernet.

 

Gigabit Ethernet (IEEE 802.3Z)

Сетевая технология Gigabit Ethernet занимает высшую ступень среди протоколов семейства Ethernet, но здесь скорость передачи увеличивается уже в 10 раз по сравнению с Fast Ethernet и достигает 1000 Мбит/с, или 1 гигабит в секунду (Гбит/с). За счет технологий Gigabit Ethernet клиентские машины в сети могут обмениваться между собой со скоростью 10/100 Мбит/с, а с сервером – со скоростью до 1000 Мбит/с.

За счет совместимости со стандартом Ethernet, а также с ранее инсталлированными коммутаторами и маршрутизаторами Ethernet и Fast Ethernet, сетевым администраторам нет необходимости переучиваться или повышать квалификацию специально для работы с новой технологией и обеспечения поддержки сетей стандарта Gigabit Ethernet.

 

Gigabit Ethernet для медного кабеля (IEEE 802.3AB)

Сетевая технология Gigabit Ethernet для медного кабеля (известная также как стандарт 1000BaseT) является расширенной версией стандарта Fast Ethernet.

Ethernet и internet — в чём разница??

Данная технология предусматривает функционирование сетей Gigabit Ethernet на базе уже проложенных кабельных систем категорий 5е/6, тем самым создавая возможность для реализации высокоэкономичного технического решения. В результате большинство сетевых конфигураций Fast Ethernet, работающих по витой паре, могут также обеспечивать работу Gigabit Ethernet с использованием имеющейся сетевой инфраструктуры для значительного повышения производительности сети для особо требовательных к полосе пропускания приложений.

10 Gigabit Ethernet является по существу более быстрой версией технологии Ethernet. В ней используется протокол доступа к сетевой среде (MAC) стандарта IEEE 802.3 и такие же формат и размер фрейма. 10 Gigabit Ethernet поддерживает полнодуплексную связь так же, как Fast Ethernet и Gigabit Ethernet. Так как 10 Gigabit Ethernet является развитием технологий Ethernet, он поддерживает все интеллектуальные сетевые службы, основанные на Ethernet, включая многопротокольную маршрутизацию с использованием меток (MPLS), коммутацию уровня 3, качество и класс предоставляемых услуг (QoS), кэширование, выравнивание нагрузки сервера и использование политик администрирования сетей.

Эта технология позволяет также минимизировать затраты на обучение пользователя за счет поддержки привычных средств управления и знакомой архитектуры. При скорости передачи данных в 10 Гбит/с, технология 10 Gigabit Ethernet предоставляет низкозатратное решение, одновременно удовлетворяя требования к высокой пропускной способности в локальных, региональных и глобальных сетях. Потенциальные сферы применения и рынок для 10 Gigabit Ethernet являются огромными, включая предприятия, университеты, поставщиков телекоммуникационных услуг и провайдеров услуг Интернет.

 

Беспроводная сеть Ethernet (стандарт IEEE 802.11)

Массовая популярность и практичность беспроводных коммуникаций между компьютерами, маршрутизаторами или цифровыми видеоустройствами делает такой вид связи все более распространенным, поэтому производители вынуждены выпускать все более совершенные и более дешевые устройства.

После того как многие годы на рынке царили несовместимые между собой разработки отдельных компаний и малоэффективные стандарты, наконец, и для беспроводных сетей решили утвердить единый комплекс стандартов (серия стандартов IEEE 802.11). Эти относительно недавно принятые стандарты определяют принципы работы беспроводного Ethernet или беспроводных локальных сетей (WLAN), которые также называют Wi‑Fi (Wireless Fidelity).

Основная масса продуктов относится к двум главным категориям. Первая имеет скорость передачи данных 11 Мбит/с, вторая – 54 Мбит/с. При этом большая часть этой продукции использует свободный диапазон частот 2.4 ГГц. Данная технология появилась относительно недавно, но уже завоевала большую популярность, поэтому в конце главы мы уделим больше места беспроводным сетям Ethernet.

 

Скорость передачи данных и типы сетевых кабелей

По определению Ethernet является технологией локальных сетей, то есть обеспечивает работу сетей, как правило, расположенных в пределах одного здания, соединяя близкорасположенные устройства. Первоначально в большинстве сетей Ethernet использовался коаксиальный кабель. Однако, витая пара категорий 3, 5 и 6 сейчас стала более предпочтительной передающей средой для небольших локальных сетей.

Ethernet использует шинную или звездообразную топологию (или их комбинацию) и поддерживает скорости передачи данных 10,100,1000 или 10000 Мбит/с. Вслед за базовой спецификацией Ethernet со скоростью передачи 10 Мбит/с (часто называемой 10BaseT с использованием витой пары) стали разрабатываться более новые и быстрые стандарты, среди которых особенно известными являются стандарты 100 Мбит/с или Fast Ethernet, 1000 Мбит/с или Gigabit Ethernet, а также 10 Gigabit Ethernet, разработка которого велась во время написания данной книги и уже была близка к завершению.

Стандарт Ethernet постепенно включает в себя новые технологии по мере совершенствования компьютерных сетей, но в основе каждой современной сети Ethernet лежат принципы из первоначального проекта Меткалфа.

Изначально стандарт Ethernet характеризовался тем, что связь обеспечивалась по единому кабелю, совместно используемому всеми устройствами в сети. Как только устройство подключается к такому кабелю, оно может взаимодействовать с любым другим устройством, подключенным к этому же кабелю. Это позволяет наращивать сеть, подключая к ней новые устройства, при этом устройства, уже имеющиеся в сети, не требуют никаких модификаций.

 

 

В таблице, приведенной выше, указывается приблизительное время, необходимое для загрузки файлов разного размера в сетях с различной пропускной способностью.

С какой скоростью происходит обновление видеокадров, передаваемых по сети, или сколько времени требуется на загрузку того или иного фрагмента архива – это один из наиболее часто задаваемых вопросов в современном видеонаблюдении.

Для того чтобы читатели смогли понять и рассчитать эти показатели, необходимо напомнить, что существует разница между битами (в английском языке пишется со строчной буквы «b» (bits )) и байтами (пишутся с прописной буквой «В» (Bytes )). Один байт состоит из 8 битов. Поэтому, делая приближенный расчет времени, требующегося для загрузки файла по какому‑либо определенному каналу передачи данных, скорость передачи данных в Мбит/с должна быть сначала переведена в Мбайт/с посредством деления на 8. Кроме того, необходимо принять в расчет потери вследствие конфликтов сетевого трафика и помех, а эти потери могут составлять от 10 до 50 %. Таким образом, при расчетах для большинства сценариев с наиболее неблагоприятными условиями, необходимо использовать величину в 50 % от значения скорости передачи данных.

Например, если у нас имеется коммутируемое соединение с Internet с использованием типового модема со скоростью соединения 56 кбит/с, то максимальная скорость передачи будет составлять примерно 6–7 кбайт/с при наиболее благоприятном сценарии и приблизительно 3 кбайт/с – при наихудшем сценарии.

При подключении к сети с помощью модема по обычной коммутируемой телефонной линии связи (PSTN) мы все еще используем методы аналоговой модуляции, качество которой может колебаться в весьма значительных пределах в зависимости от помех на линии, расстояния и качества аппаратуры, поэтому возможно, что в случае наихудшего сценария скорость передачи может быть даже ниже, чем 3 кбайт/с. Таким образом, при использовании модема со скоростью передачи 56 кбит/с не может быть гарантии, что установленная связь будет обеспечивать скорость в 56 кбит/с, однако, эта цифра представляет максимально достижимую скорость передачи данных при идеальных условиях. Возвращаясь к нашему примеру, если нам необходимо загрузить, скажем, файл размером 1 Мбайт, то на это уйдет не менее 150 секунд (1024 килобайта делим на 7 кбайт/с) при условии наличия качественной связи по коммутируемой телефонной сети. Для передачи того же файла по Интернет‑каналу ADSL, имеющему скорость соединения 512 кбит/с, понадобится гораздо меньше времени, но не менее 16 секунд (512 кбит/с = 64 кбайт/с; 1024 кбайт делим на 64 кбайт и получаем 16 секунд), а может, понадобится даже и 32 секунды, при плохом качестве аппаратуры или линии.

И тем не менее, это намного быстрее по сравнению с более чем 2.5 минутами при соединении через модем, рассчитанный на 56 кбит/с.

При расчетах, подобных приведенным выше, необходимо учитывать тот факт, что самая высокая скорость загрузки файла будет равна самой низкой скорости, обеспечиваемой конкретной линией.

Это означает, что если компьютер, с которого вы загружаете файл, имеет ограниченную скорость передачи, гораздо меньшую, чем скорость загрузки на вашем компьютере, то этим и будет определяться ваше время загрузки.

Те же принципы в расчетах скорости передачи данных применимы к различным устройствам сетевой связи и хранения данных. Каждый компонент компьютера и сети накладывает свои собственные ограничения на систему в целом.

Очень важно не забывать об этом, особенно при проектировании современных цифровых систем видеонаблюдения, предъявляющих растущие требования для более быстрой передачи данных, записи с большего количества телекамер, а также большего числа кадров в секунду.

Все компоненты в такой цепи потокового видео оказывают влияние на общую производительность сети. Проблема «узких мест» не всегда создается самой сетью. Если, допустим, у нас имеется сеть Gigabit Ethernet (с соответствующими сетевыми адаптерами, сетевыми коммутаторами и маршрутизаторами), то может оказаться, что компьютер, выполняющий роль цифрового видеорегистратора, использует интерфейс жесткого диска АТА66, максимальная скорость которого ограничена 520 Мбит/с, то есть он является более медленным, чем сама сеть, и сам уже становится «узким местом» при воспроизведении изображений с нескольких телекамер на нескольких операторских пультах.

Четкое представление о цифровой сетевой системе в целом и о каждом ее отдельном компоненте является ключевым условием для успешной реализации этой новой технологии в области видеонаблюдения.

 

 

Рис. 11.7.График иллюстрирует пропускную способность в отношении различных типовых устройств и стандартов

 

 

Предыдущая8990919293949596979899100101102103104Следующая

ПОСМОТРЕТЬ ЕЩЕ:

Ethernet это технология организации локальных компьютерных сетей. Стандарт Ethernet определяет проводные соединения и электрические сигналы на физическом уровне сети. Ethernet появился в середине девяностых годов и стал самой распространённой технологией ЛВС, заменив такие технологии передачи данных, как Arcnet, FDDI и Token ring. Сети на базе технологии Ethernet бывают трех видов:

 

Технология	Стандарт	Описание	Тип кабеля	Используемые пары	Скорость передачи данных
Ethernet	IEEE 802.3i	10Base-T	UTP Cat.3-5	2	10 Мбит/с
Fast Ethernet	IEEE 802.3u	100Base-TX 100Base-T4	UTP Cat.5/STP Type1A UTP Cat.3	2 4	100 Мбит/с
Gigabit Ethernet	IEEE 802.3ab	1000Base-T	UTP Cat.5	4	1000 Мбит/с

Для обжима сетевого кабеля используются стандартные разъемы RJ-45, которые в зависимости от вида &quot-витой пары&quot- бывают экранированными и неэкранированными, так же различают разъёмы для одножильных или многожильных &quot-витых пар&quot-. Конструктивно можно выделить составные разъёмные, выполненные со вставками и монолитные. Вставки являются направляющими, для проводников и упрощают заправку кабеля, но с точки зрения надёжности они уступают монолитным вариантам. Нумерация контактов разъёма RJ-45 представлена на рисунке ниже.

Обжим кабеля производится по следующей технологии:

Вначале осуществляется зачистка наружной изоляции кабеля, можно использовать или специальные клещи или аккуратно снять изоляцию обычными ножницами. Необходимый уровень зачистки кабеля &ndash- 1,2-1,5 см. Если витая пара экранирована, то заземление не срезается, а укладывается с разворотом в 180 градусов по направлению кабеля. После зачистки необходимо развести жилы &quot-витой пары&quot- в одной плоскости и выравнить их по длине. После данной подготовки производят заправку жил в разъем и их прессовку. После изготовления сетевого шнурка, его нужно прозвонить тестером или опробовать на оборудовании.
При организации сети по каналу 100 Мбит/сек используются 2 пары витой пары и используются жилы 1, 2 , 3 и 6.

Что такое Ethernet

При организации гигабитной сети используются 4 пары, т.е. все 8 жил витой пары.
В сети Ethernet существует два типа кабелей. Первый тип используется для прямых соединений (хаб-свитч, компьютер-хаб) и кроссовер, который используется в локальных компьютерных сетях для прямого соединения двух компьютеров, без хаба.

Тип кабеля для соединения разных портов можно выбрать по нижеприведённой таблице:

Порт на концентраторе	Что подсоединяется	В какой порт	Кабель
Обычный порт	Концентратор/Коммутатор	Обычный	Перекрестный
Обычный порт	Концентратор/Коммутатор	Uplink	Прямой
Обычный порт	Сетевая карта		Прямой
Порт Uplink	Концентратор/Коммутатор	Обычный	Прямой
Порт Uplink	Концентратор/Коммутатор	Uplink	Перекрестный
Порт Uplink	Сетевая карта		Перекрестный

И на последок несколько советов: при зачистке витой пары и её расплетении не нужно углубляться. Рабочая область не должна превышать 15 мм. При прокладке витой пары соблюдайте правила организации слаботочных кабельных систем и помните, что существуют такие понятия как наводки, изгибы и рабочая длина сети. Не соблюдение норм может привести к уменьшению качества сигнала, наводкам и разрушению кабеля.

Обжим прямого сетевого кабеля 10/100/1000Mbit.

С одной стороны	С другой стороны
	1: Бело-оранжевый 2: Оранжевый 3: Бело-зелёный 4: Синий 5: Бело-синий 6: Зелёный 7: Бело-коричневый 8: Коричневый		1: Бело-оранжевый 2: Оранжевый 3: Бело-зелёный 4: Синий 5: Бело-синий 6: Зелёный 7: Бело-коричневый 8: Коричневый

Обжим кабеля компьютер-компьютер (crossover) 10/100Mbit.

С одной стороны	С другой стороны
	1: Бело-оранжевый 2: Оранжевый 3: Бело-зелёный 4: Синий 5: Бело-синий 6: Зелёный 7: Бело-коричневый 8: Коричневый		1: Бело-зеленый 2: Зеленый 3: Бело-оранжевый 4: Синий 5: Бело-синий 6: Оранжевый 7: Бело-коричневый 8: Коричневый

Обжим кабеля компьютер-компьютер (crossover) 1000Mbit.

С одной стороны	С другой стороны
	1: Бело-оранжевый 2: Оранжевый 3: Бело-зелёный 4: Синий 5: Бело-синий 6: Зелёный 7: Бело-коричневый 8: Коричневый		1: Бело-зелёный 2: Зелёный 3: Бело-оранжевый 4: Бело-коричневый 5: Коричневый 6: Оранжевый 7: Синий 8: Бело-синий

Компьютерная помощь

Концентраторы и Домены коллизий

Рубрика: Ethernet

Учитывая, что коллизии будут иногда происходить в любой топологии разделяемой среды — даже при использовании CSMA/CD — мы должны смотреть на условия, которые могут привести к увеличению коллизий.

Из-за быстрого роста Интернета:

• Больше устройств соединяется с сетью.

• Устройства получают доступ к сетевой среде более часто.

• Расстояния между устройствами увеличиваются.

Вспомните, что концентраторы создавались как посреднические сетевые устройства, которые позволяют большему количеству узлов соединиться с разделяемой средой. Также известные как многопортовые повторители, концентраторы ретранслируют полученные сигналы данных ко всем соединенным устройствам, кроме того, с которого этот сигнал был получен.

1.6 Кратко о технологии Ethernet

Концентраторы не выполняют сетевые функции, такие как направление данных на основе адресов.

Концентраторы и повторители являются посредническими устройствами, которые расширяют расстояния, которого могут достигать кабели Ethernet. Поскольку концентраторы работают на Физическом уровне, имея дело только с сигналами на носителях, коллизии могут произойти между устройствами, которые они соединяют и внутри концентраторов непосредственно.

Более того, использование концентраторов, чтобы обеспечить доступ к сети большему количеству пользователей, уменьшает производительность для каждого пользователя, потому что фиксированная емкость носителей должна быть совместно использована все большим количеством устройств.

Соединенные устройства, которые получают доступ к общим носителям через концентратор или серию непосредственно соединенных концентраторов, составляют то, что известно как домен коллизий. Домен коллизий также называют сегментом сети. Поэтому концентраторы и повторители имеют эффект увеличения размера домена коллизий.

Как показано на рисунке, соединение концентраторов формирует физическую топологию, называемую расширенной звездой.

Расширенная звезда может создать значительно расширенный домен коллизий.

Увеличивающееся число коллизий уменьшает эффективность сети и производительность, пока коллизии не станут помехой для пользователя.

Хотя CSMA/CD является системой управления коллизиями фреймов, она была разработана, чтобы управлять коллизиями только для ограниченного количества устройств и в сетях с небольшими нагрузками. Поэтому, требуются другие механизмы, когда большое количество пользователей требуют доступа и когда необходимо более активное использование сети.

Мы увидим, что использование коммутаторов вместо концентраторов может облегчить эту проблему.

http://standards.ieee.org/getieee802/802.3.html

---

Далее: Вычисление и Присвоение Адресов — с VLSM

Написать

Технология Ethernet является одной из самых первых технологий, разработанных для компьютерных сетей. Стандарты Ethernet разрабатываются и поддерживаются Институтом инженеров электротехники и электроники – IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers), созданная в 1884 ᴦ. Последняя редакция спецификации Ethernet – IEEE 802.3-2008 принята в 2008 ᴦ.

Первоначально в качестве передающей среды в Ethernet использовался коаксиальный кабель, однако в настоящее время самой распространенной средой является кабель, содержащий 4 витые пары. В Ethernet можно также использовать волоконно-оптический кабель, однако он не получил широкого распространения.

В спецификации IEEE 802.3-2008 описаны следующие конфигурации сети на витой паре:

· 10BASE-T со скоростью обмена данными в 10 Мбит/c по 2 витым парам кабеля;

· 100BASE-T (Fast Ethernet – быстрый Ethernet) – добавлена скорость обмена 100 Мбит/c;

· 1000BASE-T (Gigabit Ethernet – гигабитный Ethernet) – добавлена скорость обмена 1 Гбит/c с обменом данными по всœем 4 витым парам кабеля;

· 10GBASE-T (10-gigabit Ethernet – десятигигабитный Ethernet) – скорость обмена в 10 Гбит/c с обменом данными по всœем 4 витым парам кабеля.

Максимальная длина кабеля для всœех конфигураций – 100 м.

Для подключения устройства к кабелю на витой паре используется порт Ethernet с гнездом RG-45 (Registered Jack 45 – зарегистрированное гнездо 45) (рис. ?????а). Соответствующий разъем кабеля имеет вид, приведенный на рис. ?????б.

Обычно контроллер Ethernet (со скоростью обмена в 1 Гбит/c) реализуется на материнской плате, но при крайне важно сти, можно использовать адаптер Ethernet (рис. ?????в), подключаемый к шинœе PCI, или адаптер USB-Ethernet (рис. ?????г).

Рис. ?????. Компьютерные компоненты Ethernet: а) гнездо порта Ethernet на материнской плате; б) разъем кабеля Ethernet; в) адаптер Ethernet; г) адаптер USB-Ethernet

Порт Ethernet используется для подключения некоторых видов принтеров, видеокамер и модемов. Вместе с тем, при соединœении двух компьютеров кабелœем Ethernet средства операционной системы (к примеру, Windows) делают доступными устройства внешней памяти, а также принтер одного из компьютеров другому компьютеру.

При этом в основном порт Ethernet используется для подключения компьютера или других устройств к телœекоммуникационной сети.

Читайте также

— Транспортная сеть и маршрутная система

2. Классификация городских автобусных маршрутов Под маршрутной системой понимают совокупность маршрутов всех видов массового пассажирского транспорта на территории города, района, области или республики. Конфигурация линий прохождения маршрутов пассажирского… [читать подробнее].

— Технологический процесс предприятий морского и речного транспорта

Технологический процесс транспортных предприятий Флот и порты — это главные элементы производственного процесса. От их работы в основном зависит эффективность осуществления процесса транспортировки грузов. Другие звенья морского транспорта… [читать подробнее].

— Технологический процесс предприятий автомобильного транспорта

  Перевозка грузов автомобильным транспортом является сложным производственным процессом, состоящим из ряда операций образующих общий технологический процесс. Процесс доставки груза от отправителей к получателям состоит из трех основных элементов: погрузки груза… [читать подробнее].

— Тарифы на автобусном транспорте

2. Билетная система на автобусном транспорте Размеры оплаты за проезд и провоз багажа на всех видах транспорта (в.т.ч. на автомобильном) называются тарифами или тарифной платой. По существу тарифная плата – это стоимость транспортной услуги. Плата за услуги должна… [читать подробнее].

— Путешествия с использованием личного транспорта туристов

Организация пакетного тура автомобильного путешествия включает весь набор услуг, за исключением транспортных. Однако специальную помощь в организации передвижения туристов по маршруту на своих автомобилях туристская фирма все же оказывает.

Технология Ethernet. Обзор технологии. Разновидности Ethernet. Стандарты Ethernet.

Это отражается на специфике… [читать подробнее].

— Преимущества пассажирского автомобильного транспорта

Классификация и характеристика пассажирских автомобильных перевозок Виды пассажирского транспорта, их классификация и характеристика История развития пассажирского автомобильного транспорта 5. Система пассажирского… [читать подробнее].

— Организация путешествий c использованием автомобильного транспорта

Литература 1. Блатнов М.Д. Пассажирские автомобильные перевозки М. Транспорт, 1981 г. 198с. 2. Варелопупо Г.А. Организация движения и перевозок на городском пассажирском транспорте М. Транспорт, 1981 г. 93 с. 3. Володин Е.П. и др. Организация и планирование перевозок пассажиров… [читать подробнее].

— Организационная структура автотранспортного предприятия

И сферы их рационального использования Технико–экономические особенности различных видов транспорта Вид транспорта Особенности транспорта Сфера применения Достоинства Недостатки 1. Ж/д/   Высокая провозная и пропускная способность;… [читать подробнее].

— Организационная структура автотранспортного предприятия

АТП организуется для перевозок конкретных грузов, конкретных предприятиям и является объединением конкретных транспортных комплексов (транспортных систем). Специфика транспортных систем объединяемых в АТП, заключается: в однородности производственных процессов… [читать подробнее].

— Опыт лицензирования автотранспортной деятельности за рубежом

Формы государственного регулирования транспортной деятельности Общие понятия о лицензировании В условиях перехода к рыночной экономике государственная политика в сфере автомобильного транспорта должна формироваться с учетом… [читать подробнее].

Что такое Ethernet

Ethernet – это наиболее распространённая технология организации локальных сетей. Стандарты Ethernet описывают реализацию двух первых уровней модели OSI – проводные соединения и электрические сигналы (физический уровень), а так же форматы блоков данных и протоколы управления доступом к сети (канальный уровень). Начнём с идеи, лежащей в основе Ethernet. Название Ethernet произошло от двух английских слов – ether (эфир) и net (сеть). Ethernet использует концепцию общего эфира. Каждый ПК посылает данные в этот эфир и указывает, кому они адресованы. Данные могут дойти до всех ПК сети, но обрабатывает их только тот ПК, которому они предназначены. Остальные ПК чужие данные игнорируют. Такая работа аналогична эфиру радиостанций. Все радиостанции транслируют свои передачи в общее электромагнитное поле – радиоэфир. Ваш радиоприёмник получает электромагнитные сигналы всех станций. Но слушаете вы не всё сразу, а ту станцию, которая вам нужна.

История Ethernet

Ethernet был разработан в 70-х годах XX века в Xerox PARC (Xerox Palo Alto Research Center) – научно-исследовательском центре Xerox. Может показаться неожиданным, что ведущую сетевую технологию разработала компания по производству копировальной техники. Тем не менее, в Xerox PARC в 70-е годы были разработаны: лазерный принтер, концепция ноутбука, графический интерфейс (1973 год, за 12 лет до выхода Windows 1.0), принцип WYSIWYG и многое другое. Однако руководство Xerox проявляло интерес только к разработкам в области печати/сканирования/копирования. Поэтому сейчас многие изобретения Xerox PARC ассоциируются с совсем другими именами. Так что помните – изобретение классной вещи само по себе ничего не гарантирует. Убедить остальных в том, что она классная, и запустить её на рынок – не менее сложные задачи.

Вернёмся к сетям. В начале 80-х годов Ethernet проходит стандартизацию. Появляется группа стандартов IEEE 802.3, описывающая Ethernet и по сей день. Тут опять надо сделать лирическое отступление и поговорить немного про стандартизацию. Сейчас в мире существует много организаций, принимающих стандарты. Например, наш Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации выпускает государственные стандарты (ГОСТы). Название организации обычно отображается в названии стандарта. Так, упомянутую группу стандартов IEEE 802.3 разработал и принял IEEE – Институт инженеров по электротехнике и электронике (Institute of Electrical and Electronics Engineers). Силы закона стандарты сейчас не имеют, применять их или нет – личное дело каждого. Но, если стандарт принят авторитетной организацией (IEEE – очень авторитетная организация), и его уже поддержали ведущие производители (за спиной первых стандартов Ethernet стояли DEC, Intel и Xerox), то лучше стандарта придерживаться. Иначе оборудование будет не совместимо с упомянутыми организациями, и его никто не купит.

Стандарт, который разработали DEC, Intel и Xerox, реализовывал общий эфир в прямом смысле слова. Все компьютеры сети подключались к общему коаксиальному кабелю. Коаксиальный кабель (coaxial, от co — совместно и axis — ось, то есть «соосный») – это кабель из пары проводников – центрального провода и окружающего его металлического цилиндра – экрана. Промежуток между проводом и экраном заполнен изоляцией, снаружи кабель так же покрыт изолирующей оболочкой. Такой кабель используется, например, в телевизионных антеннах.

Телевизионный коаксиальный кабель. Фото пользователя Arj с сайта wikipedia.org.  A – внешняя изолирующая оболочка B – внешний медный проводник-экран C – внутренний изолятер D – внутренний медный проводник

В ранних сетях Ethernet коаксиальный кабель являлся носителем общего электромагнитного эфира. ПК подключались к общему кабелю с помощью специальных коннекторов. Такая структура соединения называется шинной, а сам общий кабель называют «шина».

 

Каждый ПК отправлял в шину электрические сигналы, все остальные ПК их получали. Дальше ПК должен был определить, кому реально этот сигнал адресован, и, соответственно, свои сигналы обработать, а чужие – проигнорировать. Несмотря на то, что Ethernet на коаксиальном кабеле уже давно не используется, механизм адресации данных и концепция общего эфира сохранились без изменений.

MAC-адреса

Рассмотрим подробнее, как на канальном уровне Ethernet данные из общего эфира распределяются по адресатам. Начнём, собственно, с адресации. На канальном уровне обмен данными идёт между сетевыми интерфейсами (network interface), то есть теми компонентами оборудования, которые физически соединены с сетью. Как правило, одно устройство имеет один сетевой интерфейс, то есть одно физическое соединение. Однако бывают и устройства с несколькими интерфейсам, например, в ПК можно поставить несколько сетевых контроллеров (network interface controller, NIC) и каждый подсоединить к сети. Поэтому в общем случае не следует путать устройства и их сетевые интерфейсы.

Все интерфейсы в пределах сети имеют собственные уникальные идентификаторы – MAC-адреса (Media Access Control address, адрес управления доступом к носителю данных). В сетях Ethernet используются 48-битные MAC-адреса. Их принято записывать в 16-ричной форме, разделяя байты знаком : или -. Например, 00-18-F3-05-19-4F.

Как правило, производитель раз и навсегда записывает MAC-адрес в оборудование при его изготовлении, и поменять MAC-адрес нельзя. Уникальность адресов достигается следующим образом. Первые 3 байта адреса обозначают производителя устройства и называются уникальным идентификатором организации (Organizationally Unique Identifier, OUI). Назначаются они не произвольно, их выдаёт IEEE. Любая организация, решившая производить сетевые интерфейсы, регистрируется в IEEE и получает свой идентификатор, уникальность которого гарантирует IEEE. Список уже розданных идентификаторов можно просмотреть на сайте IEEE. Последние 3 байта MAC-адреса производитель назначает сам и за их уникальностью следит тоже сам. Таким образом, при соблюдении производителями стандартов, ни у каких двух сетевых интерфейсов в мире MAC-адреса не совпадают. Ключевое слово – при соблюдении стандартов. Технически возможно изготовить интерфейс с произвольным MAC-адресом. Однако ни к чему хорошему это не приведёт.

Как не трудно догадаться, MAC-адреса нужны не сами по себе. MAC-адреса позволяют указать, кому именно предназначены данные, отправленные в общий эфир. Реализовано это следующим образом.

Ethernet-кадры

Данные в эфир передаются не однородным потоком, а блоками. Блоки эти на канальном уровне принято называть кадрами (frame). Каждый кадр состоит из служебных и полезных данных. Служебные данные – это заголовок, в котором указаны MAC-адрес отправителя, MAC-адрес назначения, тип вышестоящего протокола и тому подобное, а так же контрольная сумма в конце кадра. В середине кадра идут полезные данные – собственно то, что передаётся по Ethernet.

Контрольная сумма позволяет проверить целостность кадра. Сумму считает отправитель и записывает в конец кадра. Получатель вновь считает сумму и сравнивает её с той, что записана в кадре. Если суммы совпали, то, скорее всего, данные в кадре при передаче не повредились. Если же сумма не совпала, то данные точно повредились. Понять по контрольной сумме, какая именно часть кадра повреждена, невозможно. Поэтому в случае несовпадения суммы весь кадр считается ошибочным. Это примерно как если бы мы что-нибудь, на пример уголь, перевозили по аварийной железной дороге. Сначала мы бы загрузили уголь в вагоны.

Что такое Ethernet

Вагоны имеют собственный вес, бесполезный для нас, но без вагонов по железной дороге перемещаться нельзя. Каждый вагон либо успешно целиком доедет в пункт назначения, либо попадёт в аварию и не доедет. Не бывает так, чтобы полвагона доехало, а полвагона осталось на разбитых путях.

Если кадр пришёл с ошибкой, его необходимо передать заново. Чем больше размер кадра, тем больше данных придётся передавать повторно при каждой ошибке. Плюс, пока интерфейс передаёт один большой кадр, остальные кадры вынуждены ждать в очереди. Поэтому передавать очень большие кадры не выгодно, и длинные потоки данных делятся на части между кадрами. С другой стороны, делать кадры короткими тоже не выгодно. В коротких кадрах почти весь объём будут занимать служебные данные, а полезных данных будет передано мало. Это характерно не только для Ethernet, но для многих других протоколов передачи данных. Поэтому для каждого стандарта существует свой оптимальный размер кадра, зависящий от скорости и надёжности сети. Максимальный размер полезной информации, передаваемой в одном блоке, называется MTU (maximum transmission unit). Для Ethernet он равен 1500 байт. То есть каждый Ethernet-кадр может нести не более 1500 байт полезных данных.

 

MAC-адреса и кадры позволяют разделить данные в общем Ethernet-эфире. Интерфейс обрабатывает только те кадры, MAC-адрес назначения которых совпадает с его собственным MAC-адресом. Кадры, адресованные другим получателям, интерфейс должен игнорировать. Достоинство такого подхода – простота реализации. Но есть и масса недостатков. Во-первых, проблемы безопасности. Любой может прослушать все данные, транслируемые в общий эфир. Во-вторых, эфир можно заполнить помехами. На практике, одна сбойная сетевая карта, постоянно отсылающая какие-то кадры, может повесить всю сеть предприятия. В-третьих, плохая масштабируемость. Чем больше компьютеров в сети, тем меньший кусочек эфира им достаётся, тем меньше эффективная пропускная способность сети.

Концепция эфира, MAC-адреса и Ethernet-кадры реализуют второй (канальный) уровень модели OSI. Этот уровень не претерпел изменений со времён первых стандартов Ethernet. Однако физический уровень сети Ethernet изменился радикально.

Следующая лекция: Как делают современные Ethernet-сети

Весь курс «Локальные сети»