อีเธอร์เน็ตให้อำนาจเครือข่ายท้องถิ่นหลายแห่งในโลก
เป็นเวลาหลายทศวรรษอีเทอร์เน็ตได้พิสูจน์ตัวเองว่าเป็นเทคโนโลยี LAN ที่มีราคาไม่แพงค่อนข้างเร็วและเป็นที่นิยมอย่างมาก บทแนะนำนี้อธิบายถึงฟังก์ชันพื้นฐานของ Ethernet และวิธีการใช้งานบนเครือข่ายภายในบ้านและธุรกิจ
ประวัติความเป็นมาของ Ethernet
วิศวกรบ๊อบเมทคาล์ฟและดร. บ็อกส์ได้พัฒนาอีเทอร์เน็ตตั้งแต่ปีพ. ศ. 2515 มาตรฐานอุตสาหกรรมขึ้นอยู่กับงานของพวกเขาก่อตั้งขึ้นในปีพศ. 2523 ภายใต้ข้อกำหนดของ IEEE 802.3 ข้อกำหนดเกี่ยวกับอีเทอร์เน็ตกำหนดโปรโตคอลการรับส่งข้อมูลระดับต่ำและผู้ผลิตรายละเอียดทางเทคนิคที่จำเป็นต้องรู้เพื่อสร้างผลิตภัณฑ์อีเทอร์เน็ตเช่นการ์ดและสายเคเบิล
เทคโนโลยีอีเธอร์เน็ตมีวิวัฒนาการและครบถ้วนในระยะเวลานาน ผู้บริโภคโดยทั่วไปสามารถวางใจได้กับผลิตภัณฑ์อีเทอร์เน็ตแบบนอกกรอบเพื่อทำงานตามที่ออกแบบและทำงานร่วมกัน
เทคโนโลยีอีเทอร์เน็ต
Ethernet แบบดั้งเดิมสนับสนุนการถ่ายโอนข้อมูลในอัตรา 10 เมกะบิตต่อวินาที (Mbps) เนื่องจากความต้องการด้านประสิทธิภาพของเครือข่ายเพิ่มขึ้นเมื่อเวลาผ่านไปอุตสาหกรรมจึงสร้างข้อกำหนด Ethernet เพิ่มเติมสำหรับ Fast Ethernet และ Gigabit Ethernet Fast Ethernet ขยายประสิทธิภาพ Ethernet แบบเดิมได้ถึง 100 Mbps และ Gigabit Ethernet ความเร็วสูงสุด 1000 Mbps แม้ว่าผลิตภัณฑ์ยังไม่สามารถใช้ได้กับผู้บริโภคทั่วไป แต่ยังมีอยู่ 10 Gigabit Ethernet (10,000 Mbps) และใช้กับเครือข่ายธุรกิจบางแห่งและบนอินเทอร์เน็ต 2
สายอีเธอร์เน็ตเช่นเดียวกันได้รับการผลิตตามข้อกำหนดมาตรฐานหลายประการ สาย Ethernet ที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในการใช้งานในปัจจุบันประเภท 5 หรือ CAT5 รองรับทั้งแบบดั้งเดิมและแบบ Fast Ethernet สายเคเบิลประเภท 5e (CAT5e) และ CAT6 สนับสนุนกิกะบิตอีเธอร์เน็ต
ในการเชื่อมต่อสาย Ethernet เข้ากับคอมพิวเตอร์ (หรืออุปกรณ์เครือข่ายอื่น) บุคคลหนึ่งจะเสียบสายเคเบิลเข้ากับ พอร์ต Ethernet ของอุปกรณ์โดยตรง อุปกรณ์บางตัวที่ไม่มีอีเธอร์เน็ตสนับสนุนยังสามารถรองรับการเชื่อมต่ออีเทอร์เน็ตผ่านทาง dongle เช่นอะแดปเตอร์ USB-to-Ethernet สาย Ethernet ใช้ขั้วต่อที่ดูคล้ายกับตัวเชื่อมต่อ RJ-45 ที่ใช้กับโทรศัพท์แบบเดิม
สำหรับนักเรียน: ในรูปแบบ OSI เทคโนโลยีอีเทอร์เน็ตจะทำงานที่ชั้นการเชื่อมต่อทางกายภาพและข้อมูล - เลเยอร์หนึ่งและสองตามลำดับ Ethernet สนับสนุนเครือข่ายที่ได้รับความนิยมและโปรโตคอลระดับสูงกว่าโดยเฉพาะ TCP / IP
ประเภทของ Ethernet
มักเรียกว่า Thicknet 10Base5 เป็นชาติแรกของเทคโนโลยี Ethernet อุตสาหกรรมที่ใช้ Thicknet ในทศวรรษที่ 1980 จนกระทั่ง 10Base2 Thinnet ปรากฏตัว เมื่อเทียบกับ Thicknet Thinnet เสนอข้อดีของทินเนอร์ (5 มิลลิเมตรและ 10 มิลลิเมตร) และสายเคเบิลที่มีความยืดหยุ่นมากขึ้นทำให้ง่ายต่อการต่อสายงานอาคารสำนักงานสำหรับอีเธอร์เน็ต
รูปแบบทั่วไปของอีเทอร์เน็ตแบบดั้งเดิมคือ 10Base-T 10Base-T มีคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่ดีกว่า Thicknet หรือ Thinnet เนื่องจากสายเคเบิล 10Base-T ใช้สายไฟแบบ Twisted Pair (UTP) ที่ไม่ผ่านการป้องกันมากกว่า Coaxial 10Base-T มีต้นทุนที่คุ้มค่ากว่าทางเลือกเช่นสายเคเบิลใยแก้วนำแสง
นอกจากนี้ยังมีมาตรฐานอีเทอร์เน็ตที่ไม่ค่อยมีคนรู้จักอื่น ๆ อีกมากมายเช่น 10Base-FL, 10Base-FB และ 10Base-FP สำหรับเครือข่ายใยแก้วนำแสงและสายเคเบิล 10Broad36 สำหรับสายเคเบิล บรอดแบนด์ ทุกรูปแบบดั้งเดิมข้างต้นรวมทั้ง 10Base-T ได้รับการทำให้ล้าสมัยโดย Fast และ Gigabit Ethernet
ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ Fast Ethernet
ในช่วงกลางทศวรรษที่ 1990 เทคโนโลยี Fast Ethernet ได้รับการออกแบบมาเพื่อตอบสนองเป้าหมายของการเพิ่มประสิทธิภาพของอีเธอร์เน็ตแบบดั้งเดิมขณะที่ขไม่จำเป็นต้องต่อสายเคเบิลเครือข่าย Ethernet ที่มีอยู่ Fast Ethernet มาในสองสายพันธุ์หลัก:
- 100Base-T (ใช้สายเคเบิลคู่แบบไม่หุ้มฉนวน)
- 100Base-FX (ใช้สายไฟเบอร์ออปติก)
โดยทั่วไปแล้ว 100Base-T เป็นมาตรฐานที่ประกอบด้วย 100Base-TX (Category 5 UTP), 100Base-T2 (Category 3 หรือดีกว่า UTP) และ 100Base-T4 (สายเคเบิล 100Base-T2 ที่ได้รับการปรับเปลี่ยนให้มี 2 คู่สาย)
ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ Gigabit Ethernet
ขณะที่อีเธอร์เน็ตแบบ Fast Ethernet ปรับปรุงอีเธอร์เน็ตแบบดั้งเดิมจาก 10 เมกะบิตต่อ 100 เมกะบิตอีเทอร์เน็ทอีเทอร์เน็ตได้รับการปรับปรุงให้มีขนาดเท่าเดิมโดยใช้ความเร็วสูงถึง 1000 เมกะบิต Gigabit Ethernet ถูกสร้างขึ้นครั้งแรกเพื่อเดินทางผ่านสายเคเบิลออปติคัลและโครเมี่ยม แต่มาตรฐาน 1000Base-T ได้รับการสนับสนุนด้วยเช่นกัน 1000Base-T ใช้สายเคเบิลประเภท 5 คล้ายคลึงกับ Ethernet 100 Mbps แม้ว่าการบรรลุความเร็วกิกะบิตต้องใช้คู่สายเพิ่มเติม
พิกัดทางอีเธอร์เน็ตและโปรโตคอล
Ethernet แบบดั้งเดิมใช้โทโพโลยีบัสซึ่งหมายความว่าอุปกรณ์ทั้งหมดหรือโฮสต์ในเครือข่ายใช้สายสื่อสารร่วมกันแบบเดียวกัน อุปกรณ์แต่ละตัวมีที่อยู่อีเทอร์เน็ตหรือที่เรียกว่า MAC address อุปกรณ์ส่งใช้ที่อยู่ Ethernet เพื่อระบุผู้รับที่ต้องการ
ข้อมูลที่ส่งผ่าน Ethernet มีอยู่ในรูปแบบของเฟรม เฟรม Ethernet ประกอบด้วยส่วนหัวข้อมูลส่วนและส่วนท้ายที่มีความยาวรวมกันไม่เกิน 1518 ไบต์ ส่วนหัว Ethernet มีที่อยู่ของทั้งผู้รับและผู้ส่งที่ต้องการ
ข้อมูลที่ส่งผ่าน Ethernet จะถูกส่งไปยังอุปกรณ์ทั้งหมดบนเครือข่ายโดยอัตโนมัติ อุปกรณ์ Ethernet แต่ละตัวจะทดสอบแต่ละเฟรมเพื่อตรวจสอบว่ามีวัตถุประสงค์สำหรับพวกเขาหรือไม่และอ่านหรือยกเลิกเฟรมตามความเหมาะสมเมื่อเปรียบเทียบที่อยู่ Ethernet กับที่อยู่ในส่วนหัวของเฟรม อะแดปเตอร์เครือข่าย รวมฟังก์ชันนี้เข้ากับฮาร์ดแวร์ของพวกเขา
อุปกรณ์ที่ต้องการส่งผ่านอีเทอร์เน็ตก่อนอื่นให้ทำการตรวจสอบเบื้องต้นเพื่อดูว่ามีสื่ออยู่หรือไม่หรือกำลังส่งอยู่หรือไม่ หากมีอีเทอร์เน็ตอยู่อุปกรณ์ส่งสัญญาณจะส่งผ่านสายไฟ อย่างไรก็ตามอาจเป็นไปได้ว่าอุปกรณ์สองเครื่องจะทำการทดสอบนี้ในเวลาใกล้เคียงกันและทั้งสองจะส่งข้อมูลพร้อม ๆ กัน
มาตรฐานของ Ethernet ไม่สามารถป้องกันการส่งข้อมูลพร้อมกันได้หลายรูปแบบ การชนกันของสิ่งที่เรียกว่านี้เมื่อเกิดขึ้นทำให้การส่งสัญญาณล้มเหลวและต้องการให้อุปกรณ์ส่งสัญญาณทั้งสองส่งข้อมูล อีเธอร์เน็ตใช้อัลกอริทึมขึ้นอยู่กับเวลาหน่วงเวลาสุ่มเพื่อกำหนดระยะเวลารอที่เหมาะสมระหว่างการส่งข้อมูลใหม่ อะแดปเตอร์เครือข่ายยังใช้อัลกอริทึมนี้
ใน Ethernet แบบดั้งเดิมโปรโตคอลนี้สำหรับการกระจายเสียงการฟังและการตรวจจับการปะทะกันเรียกว่า CSMA / CD (Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection) บางรูปแบบใหม่ของ Ethernet ไม่ใช้ CSMA / CD แต่ใช้โปรโตคอลอีเธอร์เน็ตแบบ full-duplex ที่เรียกว่า full duplex ซึ่งสนับสนุนการส่งและรับพร้อมกันแบบ point-to-point โดยไม่จำเป็นต้องฟัง
ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับอุปกรณ์อีเธอร์เน็ต
ดังที่ได้กล่าวมาแล้วสายอีเธอร์เน็ตมีข้อ จำกัด ในการเข้าถึงและระยะทางเหล่านี้ (ไม่ถึง 100 เมตร) ไม่เพียงพอสำหรับการติดตั้งเครือข่ายขนาดกลางและใหญ่ ตัวทำซ้ำในเครือข่าย Ethernet คืออุปกรณ์ที่ช่วยให้สามารถเชื่อมต่อสายเคเบิลได้หลายสายและสามารถขยายระยะทางได้มากขึ้น อุปกรณ์เชื่อมต่อสามารถเชื่อมต่ออีเธอร์เน็ตเข้ากับเครือข่ายชนิดอื่นได้เช่นเครือข่ายไร้สาย อุปกรณ์ repeater ชนิดหนึ่งที่นิยมใช้คือ ฮับ Ethernet อุปกรณ์อื่น ๆ บางครั้งสับสนกับฮับเป็น สวิทช์ และ เราเตอร์
อะแดปเตอร์เครือข่าย Ethernet ยังมีอยู่ในหลายรูปแบบ คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลและคอนโซลเกมรุ่นใหม่มีอะแดปเตอร์อีเทอร์เน็ตในตัว อะแดปเตอร์ USB-to-Ethernet และอะแดปเตอร์อีเธอร์เน็ตไร้สายยังสามารถกำหนดค่าให้ทำงานร่วมกับอุปกรณ์ใหม่ ๆ ได้อีกด้วย
สรุป
Ethernet เป็นหนึ่งในเทคโนโลยีที่สำคัญของอินเทอร์เน็ต แม้จะมีอายุมากขึ้นอีเธอร์เน็ตยังคงเป็นผู้ให้บริการเครือข่ายในท้องถิ่นจำนวนมากของโลกและปรับปรุงอย่างต่อเนื่องเพื่อตอบสนองความต้องการในอนาคตสำหรับเครือข่ายที่มีประสิทธิภาพสูง