Технология Ethernet

Ethernet – самая популярная технология для создания проводных компьютерных сетей.

В модели OSI Ethernet находится на физическом и канальном уровнях. Причем на канальном уровне используются оба подуровня ( LLC и MAC ).

Роберт Меткалф в 1973г. придумал технологию Ethernet. Тогда он работал в компании Xerox. В качестве основы своей идеи он использовал сеть “ Aloha ” гавайского университета, в которой данные передавались по беспроводной среде через радиоэфир. Свою сеть он назвал Ethernet ( The Ether Network – эфирная сеть). Только в качестве эфира, по которому передаются данные, использовался не радиоэфир, а провода ( a Cable Three-Ether – кабельный эфир).

Технология оказалась работоспособной и Xerox, DEC и Intel решают использовать в качестве стандартного сетевого решения для всего оборудования этих компаний сеть Ethernet. Ранее каждая компания производила свое оборудование, которое было несовместимо друг с другом. Ethernet стал стандартом, которую стали использовать сразу 3 крупные компании.

В 1982г. Создан проект IEEE для стандартизации Ethernet.

В конце 90-ых Ethernet становится самой популярной технологией для создания локальных сетей.

Мб – мегабит, Гб – гигабит:

Название	Скорость	Кабель
Ethernet	10 Мб/с	Коаксил, витая пара, оптика
Fast Ethernet	100 Мб/с	Витая пара, оптика
Gigabit Ethernet	1 Гб/с	Витая пара, оптика
5G Ethernet	2, 5 – 5 Гб/c	Витая пара
10G Ethernet	10 Гб/с	Витая пара, оптика
100G Ethernet	40 – 100 Гб/c	Оптика

Есть 2 технологии Ethernet:

· Классический Ethernet. Он использует разделяемую среду. Используется до Gigabit Ethernet.

· Коммутируемый Ethernet. Он использует соединение “точка-точка”. Появился в технологии Fast Ethernet, и в технологии 10G Ethernet и выше – это единственный вариант Ethernet’a.

Рассмотрим классический Ethernet:

Здесь используется топология общая шина. А именно, вдоль всех компьютеров шел коаксиальный кабель, который соединял все компьютеры между собой. Компьютеры подключались к этому кабелю с помощью Т-коннектеров, которые соединяют компьютер с 2-умя соседними.

Если где-то происходил разрыв кабеля или повреждение адаптера, то переставала работать вся сеть, а найти место, где возникла проблема очень сложно. Поэтому появился второй вариант технологии Ethernet на основе концентратора ( hub ).

Концентратор ( hub ) – устройство для создания сетей Ethernet на основе витой пары.

· Физическая топология – звезда (все компьютеры подключаются к одному концентратору ).

· Логическая топология – общая шина (сигнал, который поступает на 1 порт концентратора, передается на все остальные порты).

Преимущество концентраторов: если выйдет из строя кабель или сетевой адаптер, то перестает работать сеть всего лишь на одном компьютере. Найти неисправность легко, посмотрев на цветовую индексацию на портах концентратора.

Технология Ethernet включает физический и канальный уровень модели OSI.

1) На физическом уровне технология Ethernet содержит описание передачи сигналов по 3 разным типам кабелей:

· Коаксиальный кабель;

· Витая пара;

· Оптоволокно.

2) На канальном уровне технологии Ethernet содержатся протоколы и методы доступа, которые работают одинаково независимо от того, какой кабель используется.

На канальном уровне для передачи данных используются кадры. В Ethernet есть 3 формата кадров:

· Реализация Ethernet в Xerox. Сейчас почти не используется.

· Ethernet 2 (или Ethernet DIX ) – стандарт 3-ёх компаний: DEC, Intel и Xerox.

· Юридический стандарт IEEE 802. 3. Принимался достаточно долго, поэтому сейчас популярнее формат кадра Ethernet 2.

Рассмотрим формат кадра Ethernet 2:

Формат кадра одинаков для коммутируемого и классического Ethernet.

Кадр состоит из 3-ёх частей:

1) Заголовок. Содержит в себе:

· Адрес получателя (6 байт);

· Адрес отправителя (6 байт);

· Тип протокола (2 байта). Содержит код протокола, от которого получены данные. Эти протоколы: IPv4, IPv6, ARP. С помощью этого поля получатель понимает, что делать с данными, которые находятся внутри кадра (к какому протоколу следующего уровня передавать данные для обработки).

2) Данные (46 – 1500 байт). Содержит данные, которые получены от протокола вышестоящего уровня. Максимальный размер выбрали разработчики Ethernet в то время, как минимальный может быть равен 46 байт. Минимальный размер вызван особенностью обнаружения коллизий.

3) Концевик (4 байта). Содержит в себе контрольную сумму – при получении кадра, получатель рассчитывает контрольную сумму и проверяет, совпадает она с той, которая находится в концевике или нет. Если не совпадает, то кадр отбрасывается, – считается, что в проводной среде ошибки происходят достаточно редко, а если они и произойдут, то могут быть обработаны протоколами вышестоящих уровней модели OSI.