لعقود من الزمان ، أثبتت Ethernet نفسها على أنها تقنية LAN (شبكة محلية) غير مكلفة نسبيًا وسريعة بشكل معقول وشائعة جدًا.
تاريخ إيثرنت
المهندسين بوب ميتكالف و د. قامت Boggs بتطوير شبكة Ethernet بداية من عام 1972. وقد تم وضع معايير الصناعة بناءً على عملها في عام 1980 بموجب مجموعة مواصفات IEEE (معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات) 802.3. تحدد مواصفات Ethernet بروتوكولات نقل البيانات منخفضة المستوى ويحتاج مصنعي التفاصيل الفنية إلى معرفتها لبناء منتجات Ethernet مثل البطاقات والكابلات.
تطورت تقنية Ethernet ونضجت في السنوات التي تلت ذلك. في الوقت الحاضر ، يمكن للمستهلك الاعتماد على منتجات Ethernet الجاهزة للعمل كما تم تصميمها والعمل مع بعضها البعض.
تقنية إيثرنت
تدعم شبكة إيثرنت التقليدية عمليات نقل البيانات بمعدل 10 ميغا بت في الثانية (ميغابت في الثانية). مع زيادة احتياجات أداء الشبكات بمرور الوقت ، أنشأت الصناعة مواصفات إضافية لشبكة إيثرنت Fast Ethernet و Gigabit Ethernet.
يوسع Fast Ethernet أداء Ethernet التقليدي حتى 100 ميجابت في الثانية ، و Gigabit Ethernet ، حتى 1000 ميجابت في الثانية. على الرغم من أنها ليست متاحة للمستهلك العادي ، إلا أن 10 جيجابت إيثرنت (10000 ميجابت في الثانية) تشغل الآن شبكات بعض الشركات ومراكز البيانات وكيانات الإنترنت 2. بشكل عام ، ومع ذلك ، فإن المصاريف تحد من اعتمادها على نطاق واسع.
يتم تصنيع كبلات Ethernet بالمثل لأي من المواصفات القياسية العديدة. كابل Ethernet الأكثر شيوعًا في الاستخدام ، يدعم الفئة 5 (كابل CAT5) كلاً من Ethernet التقليدية والسريعة. تدعم كبلات الفئة 5e (CAT5e) و CAT6 شبكة جيجابت إيثرنت.
لتوصيل كبل Ethernet بجهاز كمبيوتر (أو بأجهزة شبكة أخرى) ، قم بتوصيل كبل بمنفذ Ethernet بالجهاز.يمكن لبعض الأجهزة التي لا تدعم Ethernet أن تدعم اتصالات Ethernet باستخدام أجهزة دونجل مثل محولات USB إلى Ethernet. تستخدم كبلات Ethernet موصلات تشبه موصل RJ-45 المستخدم مع الهواتف التقليدية.
في نموذج OSI (Open Systems Interconnection) ، تعمل تقنية Ethernet في الطبقات المادية وطبقة ارتباط البيانات - الطبقات الأولى والثانية على التوالي. يدعم إيثرنت جميع الشبكات الشائعة والبروتوكولات عالية المستوى ، بشكل أساسي TCP / IP.
أنواع إيثرنت
غالبًا ما يشار إليه باسم Thicknet ، كان 10Base5 أول تجسيد لتقنية Ethernet. استخدمت الصناعة Thicknet في الثمانينيات حتى ظهر 10Base2 Thinnet. مقارنةً بـ Thicknet ، يوفر Thinnet ميزة أنحف (5 ملم مقابل 10 ملم) وكابلات أكثر مرونة ، مما يسهل توصيل مباني المكاتب بشبكة إيثرنت.
الشكل الأكثر شيوعًا للإيثرنت التقليدي هو 10Base-T.إنه يوفر خصائص كهربائية أفضل من Thicknet أو Thinnet لأن كبلات 10Base-T تستخدم الأسلاك الملتوية غير المحمية (UTP) بدلاً من الأسلاك المحورية. 10Base-T أكثر فعالية من حيث التكلفة من البدائل مثل كابلات الألياف البصرية.
توجد معايير إيثرنت أخرى أقل شهرة ، بما في ذلك 10Base-FL و 10Base-FB و 10Base-FP لشبكات الألياف البصرية و 10Broad36 لكابلات النطاق العريض (تلفزيون الكابل). جعلت Fast و Gigabit Ethernet جميع الأشكال التقليدية المذكورة أعلاه ، بما في ذلك 10Base-T ، قديمة.
المزيد حول Fast Ethernet
في منتصف التسعينيات ، نضجت تقنية Fast Ethernet وحققت أهداف تصميمها المتمثلة في زيادة أداء Ethernet التقليدية مع تجنب الحاجة إلى إعادة توصيل شبكات Ethernet الحالية بالكامل.
تأتي Ethernet السريعة في نوعين رئيسيين:
- 100Base-T (باستخدام كبل زوج مجدول غير محمي)
- 100Base-FX (باستخدام كابل الألياف البصرية)
الأكثر شيوعًا هو 100Base-T ، وهو معيار يتضمن 100Base-TX (الفئة 5 UTP) و 100Base-T2 (الفئة 3 أو UTP أفضل) و 100Base-T4 (100Base-T2 تم تعديل الكابلات لتشمل اثنين أزواج أسلاك إضافية).
الخط السفلي
بينما قامت Fast Ethernet بتحسين إيثرنت التقليدية من سرعة 10 ميجابت إلى 100 ميجابت ، فإن شبكة جيجابت إيثرنت تتحسن على Fast Ethernet من خلال تقديم سرعات تبلغ 1000 ميجابت (1 جيجابت). تم تصنيع Gigabit Ethernet لأول مرة للتنقل عبر الكابلات الضوئية والنحاسية ، ولكن معيار 1000Base-T يدعمها أيضًا. يستخدم 1000Base-T كبلات من الفئة 5 تشبه 100 ميجابت في الثانية Ethernet ، على الرغم من أن تحقيق سرعة جيجابت يتطلب استخدام أزواج أسلاك إضافية.
طبولوجيا وبروتوكولات إيثرنت
تستخدم Ethernet التقليدية هيكل ناقل ، مما يعني أن جميع الأجهزة أو المضيفين على الشبكة يستخدمون نفس خط الاتصال المشترك. يمتلك كل جهاز عنوان Ethernet ، يُعرف أيضًا باسم عنوان MAC.تستخدم أجهزة الإرسال عناوين Ethernet لتحديد المستلمين المقصودين للرسائل.
البيانات المرسلة عبر الإيثرنت موجودة في شكل إطارات. يحتوي إطار Ethernet على رأس وقسم بيانات وتذييل بطول مجمع لا يزيد عن 1 ، 518 بايت. يحتوي رأس Ethernet على عناوين كل من المستلم المقصود والمرسل.
يتم بث البيانات المرسلة عبر Ethernet تلقائيًا إلى جميع الأجهزة الموجودة على الشبكة. من خلال مقارنة عنوان Ethernet بالعنوان الموجود في رأس الإطار ، يقوم كل جهاز Ethernet باختبار كل إطار لتحديد ما إذا كان مخصصًا له ويقرأ الإطار أو يتجاهله بالشكل المناسب. تدمج محولات الشبكة هذه الوظيفة في أجهزتها.
تقوم الأجهزة التي تريد الإرسال على شبكة Ethernet أولاً بإجراء فحص أولي لتحديد ما إذا كان الوسيط متاحًا أو ما إذا كان الإرسال قيد التقدم. إذا كان الإيثرنت متاحًا ، ينتقل جهاز الإرسال إلى السلك.ومع ذلك ، من الممكن أن يقوم جهازان بإجراء هذا الاختبار في نفس الوقت تقريبًا وإرسال كلاهما في وقت واحد.
حسب التصميم ، كمقايضة للأداء ، لا يمنع معيار Ethernet عمليات الإرسال المتعددة المتزامنة. هذه التصادمات المزعومة ، عند حدوثها ، تتسبب في فشل كلا الإرسالات وتتطلب إعادة الإرسال من جهازي الإرسال. يستخدم Ethernet خوارزمية تستند إلى أوقات تأخير عشوائية لتحديد فترة الانتظار المناسبة بين عمليات إعادة الإرسال. يقوم محول الشبكة أيضًا بتنفيذ هذه الخوارزمية.
في Ethernet التقليدية ، يُعرف هذا البروتوكول للبث والاستماع واكتشاف الاصطدامات باسم CSMA / CD (الوصول المتعدد لاستشعار الناقل / كشف التصادم). لا تستخدم بعض أشكال Ethernet الأحدث CSMA / CD. بدلاً من ذلك ، يستخدمون بروتوكول Ethernet مزدوج الاتجاه ، والذي يدعم الإرسال والاستقبال المتزامن من نقطة إلى نقطة دون الحاجة إلى الاستماع.
المزيد عن أجهزة Ethernet
كبلات Ethernet محدودة في مدى وصولها ، وتلك المسافات (التي تصل إلى 100 متر) غير كافية لتغطية عمليات تثبيت الشبكة المتوسطة والكبيرة.يسمح مكرر في شبكات Ethernet بربط كبلات متعددة وامتداد مسافات أكبر. يمكن لجهاز الجسر أن يربط إيثرنت بشبكة أخرى من نوع مختلف ، مثل شبكة لاسلكية. أحد الأنواع الشائعة من أجهزة إعادة الإرسال هو محور Ethernet. يتم الخلط بين الأجهزة الأخرى أحيانًا والمحاور هي المحولات وأجهزة التوجيه.
محولات شبكة Ethernet موجودة أيضًا في أشكال متعددة. تتميز أجهزة الكمبيوتر ووحدات التحكم في الألعاب بمحولات Ethernet مدمجة. يمكن أيضًا تكوين محولات USB إلى Ethernet ومحولات Ethernet اللاسلكية للعمل مع العديد من الأجهزة.
ملخص
Ethernet هي إحدى التقنيات الرئيسية للإنترنت. على الرغم من قدمها ، تواصل إيثرنت تشغيل العديد من شبكات المنطقة المحلية في العالم وتتحسن باستمرار لتلبية الاحتياجات المستقبلية للشبكات عالية الأداء.
