Ethernet hỗ trợ nhiều mạng cục bộ trên thế giới
Trong nhiều thập kỷ, Ethernet đã chứng minh rằng nó là một công nghệ mạng LAN khá phổ biến, tương đối nhanh và rất phổ biến. Hướng dẫn này giải thích chức năng cơ bản của Ethernet và cách nó có thể được sử dụng trên mạng gia đình và kinh doanh.
Lịch sử của Ethernet
Các kỹ sư Bob Metcalfe và DR Boggs đã phát triển Ethernet bắt đầu từ năm 1972. Các tiêu chuẩn công nghiệp dựa trên công việc của họ được thành lập vào năm 1980 theo bộ thông số kỹ thuật IEEE 802.3. Thông số kỹ thuật Ethernet xác định các giao thức truyền dữ liệu ở mức độ thấp và các nhà sản xuất chi tiết kỹ thuật cần biết để xây dựng các sản phẩm Ethernet như thẻ và cáp.
Công nghệ Ethernet đã phát triển và trưởng thành trong một khoảng thời gian dài. Người tiêu dùng trung bình thường có thể dựa vào các sản phẩm Ethernet có sẵn để hoạt động như được thiết kế và làm việc với nhau.
Công nghệ Ethernet
Ethernet truyền thống hỗ trợ truyền dữ liệu với tốc độ 10 megabit / giây (Mbps) . Khi nhu cầu hiệu suất của các mạng tăng lên theo thời gian, ngành công nghiệp đã tạo ra các đặc tả Ethernet bổ sung cho Fast Ethernet và Gigabit Ethernet. Fast Ethernet mở rộng hiệu năng Ethernet truyền thống lên tới 100 Mbps và Gigabit Ethernet tốc độ lên đến 1000 Mbps. Mặc dù sản phẩm chưa có sẵn cho người tiêu dùng trung bình, 10 Gigabit Ethernet (10.000 Mbps) cũng tồn tại và được sử dụng trên một số mạng doanh nghiệp và trên Internet2.
Cáp Ethernet cũng được sản xuất theo bất kỳ tiêu chuẩn kỹ thuật nào. Cáp Ethernet phổ biến nhất trong sử dụng hiện tại, loại 5 hoặc cáp CAT5 , hỗ trợ cả truyền thống và Fast Ethernet. Cáp Category 5e (CAT5e) và CAT6 hỗ trợ Gigabit Ethernet.
Để kết nối cáp Ethernet với máy tính (hoặc thiết bị mạng khác), một người cắm cáp trực tiếp vào cổng Ethernet của thiết bị. Một số thiết bị không hỗ trợ Ethernet cũng có thể hỗ trợ các kết nối Ethernet qua các thiết bị bảo vệ như bộ điều hợp USB-tới-Ethernet . Cáp Ethernet sử dụng các đầu nối trông giống như đầu nối RJ-45 được sử dụng với điện thoại truyền thống.
Đối với sinh viên: Trong mô hình OSI, công nghệ Ethernet hoạt động ở các lớp liên kết vật lý và dữ liệu - Lớp Một và Hai tương ứng. Ethernet hỗ trợ tất cả các giao thức phổ biến và mạng cao cấp, chủ yếu là TCP / IP .
Các loại Ethernet
Thường được gọi là Thicknet, 10Base5 là hiện thân đầu tiên của công nghệ Ethernet. Ngành công nghiệp sử dụng Thicknet trong những năm 1980 cho đến khi 10Base2 Thinnet xuất hiện. So với Thicknet, Thinnet cung cấp ưu điểm mỏng hơn (5 mm so với 10 mm) và cáp linh hoạt hơn, giúp việc kết nối các tòa nhà văn phòng cho Ethernet dễ dàng hơn.
Tuy nhiên, dạng Ethernet truyền thống phổ biến nhất là 10Base-T. 10Base-T cung cấp các tính chất điện tốt hơn so với Thicknet hoặc Thinnet, bởi vì cáp 10Base-T sử dụng dây xoắn đôi không được che chở (UTP) chứ không phải là đồng trục. 10Base-T cũng chứng tỏ hiệu quả chi phí cao hơn so với các lựa chọn thay thế như cáp quang.
Nhiều tiêu chuẩn Ethernet ít được biết đến khác tồn tại, bao gồm 10Base-FL, 10Base-FB và 10Base-FP cho các mạng cáp quang và 10Broad36 cho cáp băng thông rộng (truyền hình cáp). Tất cả các hình thức truyền thống trên, bao gồm 10Base-T đã bị lỗi thời bởi Fast và Gigabit Ethernet.
Thông tin thêm về Fast Ethernet
Vào giữa những năm 1990, công nghệ Fast Ethernet đã trưởng thành và đạt được mục tiêu thiết kế của nó là a) tăng hiệu suất của Ethernet truyền thống trong khi b) tránh sự cần thiết phải kết nối lại hoàn toàn các mạng Ethernet hiện có. Fast Ethernet có hai loại chính:
- 100Base-T (sử dụng cáp xoắn đôi không được che chở)
- 100Base-FX (sử dụng cáp quang)
Đến nay phổ biến nhất trong số này là 100Base-T, một tiêu chuẩn bao gồm 100Base-TX (Loại 5 UTP), 100Base-T2 (Loại 3 hoặc UTP tốt hơn) và 100Base-T4 (cáp 100Base-T2 được sửa đổi để bao gồm hai bổ sung cặp dây).
Thông tin thêm về Gigabit Ethernet
Trong khi Fast Ethernet cải thiện Ethernet truyền thống từ 10 Megabit đến 100 Megabit tốc độ, Gigabit Ethernet tự hào có cùng một thứ tự-of-magnitude cải thiện qua Fast Ethernet bằng cách cung cấp tốc độ 1000 Megabits (1 Gigabit). Gigabit Ethernet lần đầu tiên được thực hiện để đi qua cáp quang và đồng, nhưng tiêu chuẩn 1000Base-T cũng hỗ trợ thành công. 1000Base-T sử dụng cáp Category 5 tương tự như 100 Mbps Ethernet, mặc dù đạt được tốc độ gigabit yêu cầu sử dụng các cặp dây bổ sung.
Các cấu trúc và cấu trúc liên kết Ethernet
Ethernet truyền thống sử dụng cấu trúc liên kết bus, nghĩa là tất cả các thiết bị hoặc máy chủ trên mạng đều sử dụng cùng một đường truyền thông được chia sẻ. Mỗi thiết bị có một địa chỉ Ethernet, còn được gọi là địa chỉ MAC . Gửi thiết bị sử dụng địa chỉ Ethernet để chỉ định người nhận thư đã định.
Dữ liệu được gửi qua Ethernet tồn tại dưới dạng khung. Một khung Ethernet chứa một tiêu đề, một phần dữ liệu và một chân trang có chiều dài kết hợp không quá 1518 byte. Tiêu đề Ethernet chứa địa chỉ của cả người nhận dự định và người gửi.
Dữ liệu được gửi qua Ethernet được tự động phát tới tất cả các thiết bị trên mạng. Bằng cách so sánh địa chỉ Ethernet của chúng với địa chỉ trong phần đầu khung, mỗi thiết bị Ethernet sẽ kiểm tra từng khung hình để xác định xem nó có được thiết kế cho chúng và đọc hay loại bỏ khung phù hợp. Các adapter mạng kết hợp chức năng này vào phần cứng của chúng.
Các thiết bị muốn truyền trên Ethernet trước tiên thực hiện kiểm tra sơ bộ để xác định xem phương tiện có khả dụng hay không đang truyền tải. Nếu Ethernet có sẵn, thiết bị gửi sẽ truyền lên dây. Tuy nhiên, có thể, hai thiết bị sẽ thực hiện phép thử này cùng một lúc và cả hai truyền cùng một lúc.
Theo thiết kế, như một sự cân bằng hiệu năng, tiêu chuẩn Ethernet không ngăn cản việc truyền đồng thời nhiều lần. Những cái gọi là va chạm, khi chúng xảy ra, làm cho cả hai truyền dẫn thất bại và yêu cầu cả hai thiết bị gửi để truyền lại. Ethernet sử dụng một thuật toán dựa trên thời gian trễ ngẫu nhiên để xác định thời gian chờ đợi thích hợp giữa các lần truyền lại. Bộ điều hợp mạng cũng thực hiện thuật toán này.
Trong Ethernet truyền thống, giao thức này để phát sóng, nghe và phát hiện các xung đột được gọi là CSMA / CD (Phát hiện nhiều lần truy cập / phát hiện va chạm Carrier). Một số dạng Ethernet mới hơn không sử dụng CSMA / CD. Thay vào đó, họ sử dụng giao thức Ethernet hai chiều đầy đủ, hỗ trợ đồng thời điểm và điểm gửi và nhận mà không cần phải nghe.
Thêm thông tin về thiết bị Ethernet
Như đã đề cập trước đó, các cáp Ethernet bị hạn chế trong phạm vi tiếp cận của chúng và khoảng cách đó (khoảng 100 mét) không đủ để trang trải các cài đặt mạng có kích thước trung bình và lớn. Một bộ lặp trong mạng Ethernet là một thiết bị cho phép nhiều cáp được nối và khoảng cách lớn hơn được kéo dài. Một thiết bị cầu nối có thể nối Ethernet với một mạng khác thuộc loại khác, chẳng hạn như mạng không dây. Một loại thiết bị lặp lại phổ biến là một hub Ethernet. Các thiết bị khác đôi khi bị nhầm lẫn với trung tâm là thiết bị chuyển mạch và bộ định tuyến .
Bộ điều hợp mạng Ethernet cũng tồn tại dưới nhiều hình thức. Máy tính cá nhân và bảng điều khiển trò chơi mới hơn có bộ điều hợp Ethernet tích hợp. Bộ điều hợp USB-to-Ethernet và bộ điều hợp Ethernet không dây cũng có thể được cấu hình để hoạt động với nhiều thiết bị mới hơn.
Tóm lược
Ethernet là một trong những công nghệ chủ chốt của Internet. Mặc dù có tuổi cao, Ethernet vẫn tiếp tục cung cấp nhiều mạng nội bộ của thế giới và liên tục cải thiện để đáp ứng nhu cầu tương lai cho mạng hiệu suất cao.