Ethernet standartları ve arayüzleri

• öğretici

• Çarpışma alanı nedir?
• Ethernet için kaç çift kullanılıyor ve neden?
• Hangi çiftler alıyor, hangileri gönderiyor?
• Bir ağ bölümünün uzunluğunu ne sınırlar?
• Bir çerçeve neden belirli bir boyuttan daha küçük olamaz?

Bu soruların yanıtlarını bilmiyorsanız ve konuyla ilgili standartları ve ciddi literatürü okuyamayacak kadar tembelseniz lütfen kediye bakın.

Bazıları bunların apaçık şeyler olduğunu düşünürken bazıları bunun sıkıcı ve gereksiz bir teori olduğunu söyleyecektir. Yine de görüşmeler sırasında bu tür soruları periyodik olarak duyabilirsiniz. Benim fikrim: 8P8C "kıvrımını" (bu konektöre genellikle yanlışlıkla RJ-45 denir) alması gereken herkesin aşağıda neyin tartışılacağını bilmesi gerekir. Akademik derinliğe sahip olduğumu iddia etmiyorum, formül ve tablolardan uzak duracağım, doğrusal kodlamayı da geride bırakacağız. Esas olarak hakkında konuşacağız bakır teller, optikle ilgili değil, çünkü günlük yaşamda daha yaygındırlar.

Ethernet teknolojisi, OSI modelinin iki alt katmanını aynı anda tanımlar. Fiziksel ve kanal. Ayrıca sadece fiziksel olandan bahsedeceğiz, yani. iki komşu cihaz arasında bitlerin nasıl aktarıldığı hakkında.

Ethernet teknolojisi, Xerox PARC Araştırma Merkezi'nin zengin mirasının bir parçasıdır. Ethernet'in ilk versiyonları, iletim ortamı olarak koaksiyel kabloyu kullanıyordu, ancak zamanla bunun yerini tamamen fiber optik ve bükümlü çift kablolar aldı. Ancak koaksiyel kablo kullanımının Ethernet çalışma prensiplerini büyük ölçüde belirlediğini anlamak önemlidir. Gerçek şu ki koaksiyel kablo paylaşılan bir iletim ortamıdır. Önemli Özellik Paylaşılan ortam: birden fazla arayüz aynı anda kullanabilir, ancak aynı anda yalnızca birinin iletim yapması gerekir. Koaksiyel kablo kullanarak sadece 2 bilgisayarı değil, ikiden fazla bilgisayarı aktif ekipman kullanmadan birbirine bağlayabilirsiniz. Bu topolojiye denir yorulmak. Ancak aynı veri yolu üzerindeki en az iki düğüm aynı anda bilgi aktarmaya başlarsa sinyalleri birbiriyle örtüşecek ve diğer düğümlerin alıcıları hiçbir şey anlamayacaktır. Bu duruma denir çarpışma ve düğümlerin ortak bir iletim ortamı için rekabet ettiği ağın bir kısmı - çarpışma alanı. Bir çarpışmayı tanımak için, gönderen düğüm ortamdaki sinyalleri sürekli olarak izler ve kendi iletilen sinyali gözlemlenenden farklı ise çarpışma tespit edilir. Bu durumda, tüm düğümler iletimi durdurur ve iletime devam eder. rastgele Zaman aralığı.

Çarpışma alanı çapı ve minimum çerçeve boyutu

Şimdi şekilde gösterilen ağda A ve C düğümleri aynı anda iletim yapmaya başlarsa ancak birbirlerinin sinyalini almadan işi bitirmeyi başarırlarsa ne olacağını hayal edelim. Bu, yeterince kısa iletilen bir mesaj ve yeterince uzun bir kabloyla mümkündür, çünkü bildiğimiz gibi Okul müfredatı, en iyi durumda herhangi bir sinyalin yayılma hızı C=3*10 8 m/s'dir. Çünkü Verici düğümlerin her biri, ancak mesajını iletmeyi tamamladıktan sonra bir karşı sinyal alacaktır - bir çarpışmanın meydana geldiği gerçeği bunların hiçbiri tarafından tespit edilmeyecektir, bu da çerçevelerin yeniden iletilmeyeceği anlamına gelir. Ancak B düğümü girişte bir dizi sinyal alacak ve hiçbirini doğru şekilde alamayacaktır. Bu durumun yaşanmaması için çarpışma alanının boyutunun sınırlandırılması ve minimumçerçeve boyutu. Bu büyüklüklerin birbiriyle doğru orantılı olduğunu tahmin etmek zor değil. İletilen bilginin hacmi minimum çerçeveye ulaşmazsa, adı yer tutucu olarak çevrilebilen özel ped alanı nedeniyle artırılır.

Bu nedenle, bir ağ bölümünün potansiyel boyutu ne kadar büyük olursa, küçük veri bölümlerinin aktarımı için o kadar fazla yük harcanır. Ethernet teknolojisi geliştiricileri bu iki parametre arasında bir orta yol aramak zorundaydı ve en küçük bedençerçeve boyutu 64 bayta ayarlandı.

Bükümlü çift ve tam çift yönlü çalışma

Şu soru ortaya çıkıyor: Paylaşılan bir ortam yoksa, bükümlü çift üzerinden Ethernet'in segment uzunluğuna ilişkin sınırlama nereden geliyor? Sorun şu ki, bükümlü çift kablolar üzerine kurulan ilk ağlarda hub kullanılıyordu. Bir hub (başka bir deyişle, çok girişli tekrarlayıcı), birkaç Ethernet bağlantı noktasına sahip olan ve alınan paketi, paketin geldiği bağlantı noktası dışındaki tüm bağlantı noktalarına yayınlayan bir cihazdır. Dolayısıyla hub aynı anda iki bağlantı noktasından sinyal almaya başlarsa, kalan bağlantı noktalarına ne yayınlayacağını bilemiyordu; bu bir çarpışmaydı. Aynı durum optik (10Base-FL) kullanan ilk Ethernet ağlarına da uygulandı.

O halde 4 çiftten yalnızca ikisi kullanılıyorsa neden 4 çiftli kablo kullanasınız ki? Makul bir soru ve işte bunu yapmak için bazı nedenler:

• 4 çiftli bir kablo, 2 çiftli bir kabloya göre mekanik olarak daha güvenilirdir.
• Zaten 4 çiftin tümünü kullanan Gigabit Ethernet'e veya 100BaseT4'e geçiş yaparken 4 çiftli kablonun değiştirilmesi gerekmeyecek
• Çiftlerden biri bozulursa, bunun yerine ücretsiz bir çift kullanabilirsiniz ve kabloyu yeniden bağlamanıza gerek kalmaz
• Power over Ethernet teknolojisini kullanma imkanı

Buna rağmen, pratikte sıklıkla 2 çiftli bir kablo kullanırlar, 4 çiftli bir kablo kullanarak 2 bilgisayarı aynı anda bağlarlar veya bir telefonu bağlamak için serbest çiftleri kullanırlar.

Gigabit Ethernet

Öncekilerden farklı olarak Gigabit Ethernet, iletim için her zaman 4 çiftin tamamını aynı anda kullanır. Ve aynı anda iki yöne. Ayrıca bilgi her zamanki gibi iki seviyede (0 ve 1) değil, dört seviyede (00,01,10,11) kodlanır. Onlar. Herhangi bir andaki voltaj seviyesi aynı anda bir değil iki biti kodlar. Bu, modülasyon frekansını 250 MHz'den 125 MHz'e düşürmek için yapıldı. Ayrıca kod yedekliliği sağlamak için beşinci bir düzey eklendi. Alım sırasında hataların düzeltilmesini mümkün kılar. Bu tür kodlamaya beş seviyeli darbe genlik kodlaması (PAM-5) adı verilir. Ayrıca tüm çiftleri kullanmak için eşzamanlı Ağ bağdaştırıcısı, almak ve iletmek için kendi iletilen sinyalini toplam sinyalden çıkararak karşı taraf tarafından iletilen sinyali elde eder. Bu sayede tek kanal üzerinden tam çift yönlü mod uygulanır.

Üstelik

10 Gigabit Ethernet sağlayıcılar tarafından zaten yaygın olarak kullanılıyor ancak SOHO segmentinde kullanılmıyor çünkü Görünüşe göre Gigabit Ethernet burada oldukça yeterli. 10GBE, yayılma ortamı olarak, dalga boyu bölmeli çoğullamalı veya busuz, tek modlu ve çok modlu fiber, InfiniBand konektörlü bakır kablolar ve bükümlü çift 10GBASE-T veya IEEE 802.3an-2006 standardında.

40 Gigabit Ethernet (veya 40GbE) ve 100 Gigabit Ethernet (veya 100GbE). Bu standartların geliştirilmesi Temmuz 2010'da tamamlandı. Şu anda Cisco, Juniper Networks ve Huawei gibi önde gelen ağ ekipmanı üreticileri, bu teknolojileri destekleyen ilk yönlendiricileri geliştirmek ve piyasaya sürmekle meşgul. Etiket ekle

Arayüzler yerel ağlar PC'de sağlamak ağ bağdaştırıcıları, veya ağ arayüz kartları(Ağ Arayüz Kartı, NIC). Adaptörler, tam çift yönlü destekleniyorsa birbirinden bağımsız olması gereken verici ve alıcı parçalara sahiptir. İletim kısmının görevi: merkezi işlem biriminden (CPU) bir veri bloğunun ve iletim için hedef adresin alınması üzerine, iletim ortamına erişim sağlayın, bir çerçeve oluşturun ve iletin (bir giriş bölümü, CRC kodu ekleyin), Çarpışmalar tespit edilirse tekrarlanan girişimlerde bulunan bağdaştırıcı, işlemciye iletimin başarısı veya imkansızlığı hakkında rapor vermelidir.Alıcı kısım, hattan geçen tüm çerçevelerin başlıklarına bakarak, bu akış çerçevelerinden, buna gönderilen çerçevelerden "çıkarır". düğümü benzersiz, yayın veya grup şeklinde. Bağdaştırıcı, tüm çerçeveleri ayrım gözetmeden kabul edeceği "karışık" moda programlı olarak yapılandırılabilir. Çerçeveler ara belleğe alınır ve hatalara karşı kontrol edilir (kare uzunluğu, CRC doğruluğu). Merkezi işlemciye doğru çerçevelerin alındığı bildirilir ve çerçeve, adaptörün yerel arabelleğinden bilgisayarın sistem belleğine aktarılır. Bağdaştırıcı bunların oluşumuna ilişkin istatistikler toplayabilse de, hatalı çerçeveler genellikle göz ardı edilir. Uygulamada hasarlı çerçevelerdeki hataları tespit etmeyen adaptörler de bulunmaktadır. Böyle bir adaptörle bir ağın teşhisi kolay değildir.
ISA, EISA, MCA, VLB, PCI, PC Kart veri yolları için PC'ye yönelik ağ bağdaştırıcıları mevcuttur. Standart bir PC LPT bağlantı noktasına bağlanan adaptörler vardır; avantajları, sistem kaynakları (bağlantı noktaları, kesintiler vb.) için gereksinimlerin olmaması ve bağlantı kolaylığıdır (bilgisayarları açmadan), dezavantajı, takas sırasında işlemciyi önemli ölçüde yüklemeleri ve yüksek aktarım hızları ("tavan") sağlamamasıdır. - 10 Mbit/sn). USB veri yolu için adaptörler var. Ağ bağdaştırıcıları bazı anakart modellerine de entegre edilmiştir.
Ağ üzerinden veri alışverişinin etkin hızı, büyük ölçüde ağ bağdaştırıcılarının mimarisine ve diğer koşullar eşit olmak üzere, bağdaştırıcının yerel belleği ile bilgisayarın sistem belleği arasındaki veri aktarım hızına ve ayrıca paralel olarak birkaç işlemi gerçekleştirme yeteneği üzerine. Doğrudan bellek erişim kanalları (DMA), yazılım giriş/çıkış (PIO) ve doğrudan veri yolu kontrolü "dağıtım ortamı" olarak kullanılır. ISA veri yolunun standart 8 bitlik doğrudan erişim kanalları, 2 MB/s'ye kadar, 16 bitlik kanallar ise 4 MB/s'ye kadar hızlara sahiptir. Maksimum uzunluktaki (1514 bayt) bir çerçeveyi sırasıyla yaklaşık 1,3 veya 2,6 ms'de iletirler. Ethernet ortamında bir çerçeveyi iletmek için gereken 12 ms ile karşılaştırıldığında bu süre nispeten kısadır. Ancak aynı çerçevenin ortamda 1,2 ms'de iletildiği Hızlı Ethernet için bu aktarım çok yavaştır. Daha yüksek hız adaptör arabelleğiyle iletişim, yazılım giriş/çıkış (PIO) modunu sağlar, ancak aktarım sırasında merkezi işlemciyi tamamen yükler. Nispeten yüksek hızları (8 MB/s'ye kadar ISA 16 bit ve 33 MB/s'ye kadar EISA) birleştiren doğrudan veri yolu yönetimi (veri yolu yönetimi) ISA/EISA'ya sahip akıllı adaptörler daha verimlidir. Ancak 100 Mbit/s hız için ISA veriyolunun performansı artık yeterli değildir. Günümüzde PCI veri yolu adaptörleri yaygın olarak kullanılmaktadır; burada 33 MHz frekansta 32 bitlik bir arayüz için verim 132 MB/s'ye ulaşır. Ancak Gigabit Ethernet teknolojisi için bu yeterlidir, ancak PCI'nin rezervleri vardır: 66 MHz frekansına ve tüm anakartların izin vermediği 64 bit bit derinliğine geçiş. Kendi işlemcisine sahip aktif bağdaştırıcılar özellikle PCL veri yolu için etkilidir, aktarımları merkezi işlemciye neredeyse hiç yük bindirmeden tam PCI hızında gerçekleştirirler. Bu özellik özellikle sunucular için önemlidir. İşlemlerin paralel yürütülmesi, tam çift yönlü desteği anlamına gelir - alıcı ve verici parçalardan tamamen bağımsız olmanın yanı sıra, aynı anda ara belleğe bir çerçeve alma, başka bir çerçeve iletme ve adaptörün ara belleği ile bilgisayarın sistem belleği arasında veri alışverişi yapma yeteneği . ISA/EISA için bağdaştırıcının performansı aynı zamanda ara bellek miktarından da etkilenir: sınırlı olduğunda (hat hızıyla karşılaştırıldığında) Bant genişliği otobüsler, verici ve alıcı arasında eşit olarak veya vericiye avantaj sağlayacak şekilde bölünen 64 KB'ye kadar tampon bellek kullanır. 100 Mbit/s hız için verimli dağıtım araçlarına (akıllı doğrudan veri yolu kontrolü) sahip PCI veri yolu için, büyük bir ara belleğe gerek yoktur - alıcı ve verici başına 2 KB yeterlidir. Ancak Gigabit Ethernet adaptörleri yine önemli bir arabellek boyutu (256 KB) sağlar.
Adaptörler iki gruba ayrılabilir: iş istasyonları için adaptörler ve sunucular için adaptörler. Bölünme koşulludur - iş istasyonları için adaptörler, sunucu olanlarla ilgili özelliklere sahip olabilir. Kullanmak basit kartlar Sunucularda buna değmez; ağda bir darboğaz haline gelebilir ve CPU kaynaklarının "yiyicisi" olabilirler.
İş istasyonu adaptörleri daha basit ve daha ucuz - (henüz?) 100 Mbit/s'nin üzerinde hızlara ihtiyaç duymuyorlar, tam dubleks nadirdir ve işlemci süresinin kullanımı konusunda özellikle katı gereksinimlere sahip değiller. Uzun yıllar NE2000 kartlarıyla yazılım uyumlu adaptörler yaygın olarak kullanılmaktadır - Novell-Eagle tarafından geliştirilen ISA veri yolu için 16 bit akıllı olmayan kartlar. PCI veri yolu için bir takım kartlar da bu modelle uyumludur. En kullanışlı ve popüler olanı iki hızlı 10/100 Mbit/s kartlardır - bunları modern ağlara bağlamak için en uygun konumu bulmak kolaydır. Kartlarda genellikle Önyükleme ROM'unu yüklemek için bir blok bulunur; modern modeller genellikle ağ üzerinden "uyanma" (uzaktan uyandırma) yeteneği sağlar ve DMI ve ACPI arayüzünü destekler. Bunu yapmak için, özel bir 3 telli arayüze sahiptirler - sistem kartına bağlanan konnektörlü bir kablo. Bu kablo aracılığıyla ATX standardındaki güç kaynağına sahip anakart, anakart ve tüm cihazlara ana güç verilmediğinde bile bekleme voltajı (+5VSB hattı) sağlar. Bu hat, ağ arayüzünde belirli bir formattaki (Sihirli Paket) bir çerçeveyi alacak şekilde yapılandırılmış olan "bekleme" alıcı devresine güç sağlar. Bu çerçeveyi aldıktan sonra ağ bağdaştırıcısı, kablo aracılığıyla ana karta, güç kaynağını açmak için bir sinyal veren bir uyandırma sinyali PME gönderir; Bilgisayar açılır ve DMI desteğiyle işletim sistemine önyükleme yapar. Artık yönetici planlanan tüm eylemleri gerçekleştirebilir ve işletim sistemi bilgisayardaki işi tamamlayıp işini tamamladığında gücü kapatır.
Sunucu adaptörleri yüksek performanslı bir veri yoluna sahip olmalıdır - artık PCI 32/64 bit 33/66 MHz kullanıyorlar; daha önce sunucular genellikle EISA veya MCA veri yolunu kullanıyordu. Sunucu kartları için, veri alışverişi sırasında CPU yükü kritik öneme sahiptir; dolayısıyla bu kartlar, adaptör düğümlerinin doğrudan veri yolu kontrolü ve paralel çalışması için zeka ile donatılmıştır. Tam çift yönlü adaptörler 802.3x akış kontrolünü desteklemelidir. Bir dizi gelişmiş model, 802.1p trafik önceliklendirmesini, çok noktaya yayın trafik filtrelemeyi, etiketli çerçevelere (etiketli VLAN) sahip VLAN desteği, Hızlı IP, IP paket sağlama toplamlarının donanım hesaplamasını destekler. VLAN desteği, bir hat üzerinden bir anahtara bağlanan bir sunucunun, yerel ağ boyunca tanımlanan birden fazla VLAN'ın üyesi olmasına olanak tanır. Güvenilirliği artırmak için, sunucu kartları hat yedekliliğini (Resilient Link) destekleyebilir; bir yedek adaptör ve iletişim hattı, arıza durumunda ana kanalın yerini alır. Bu durumda, yedek bağdaştırıcıya ana bağdaştırıcının MAC adresi atanır, böylece ağ, değişikliği "fark etmez". Sunucu uygulamalarında değişimin şeffaf bir şekilde gerçekleşmesi için hat yedekliliğinin yazılım sürücüleri tarafından desteklenmesi gerekir. "Kendi Kendini Onaran Sürücüler", performans sorunları ("donma") tespit ederse bağdaştırıcıyı otomatik olarak sıfırlayabilir ve yeniden başlatabilir. Sunucular için genellikle uzaktan önyükleme ve ağ uyandırma gerekli değildir. Adaptörler (sürücülerle birlikte) SNMP ve RMON'u destekleyebilir. Sunucular için hem ayrı bağımsız kullanım hem de birbirlerini yedeklemek üzere yapılandırılabilen çok bağlantı noktalı (genellikle 4 bağlantı noktası) adaptörler de mevcuttur. Bu tür kartlar, PCI yuvalarından tasarruf etmenize olanak tanır (EISA veri yolu için yuva kaydetme sorunu ciddi değildi). Günümüzde sunucu kartlarının tipik hızı 100 Mbit/s'dir; Gigabit Ethernet performansı yalnızca çok güçlü sunucular için gerekli olabilir.
Adaptörde bir veya daha fazla arayüz konektörü bulunabilir:
* BNC - 10Base2 ağ segmentine bağlanmak için koaksiyel konektör;
* AUI - harici adaptörleri (alıcı-vericiler) bağlamak için DB-15 soketi 10BaseS, 10Base2, 10BaseT, 10BaseF, FOIRL;
* RJ-45 - kablo bağlantısı için 8 pinli jak " bükümlü çift» 10BaseT, 100BaseTX ve/veya 100BaseT4 hub'ına (hub veya anahtar);
* SC (çift, bazen ST - 100BaseFX, 1000BaseSX, 1000BaseLX hub'larına bağlanmak için optik konektörler.
10 Mbit adaptörler, BNC+AUI veya RJ-45+AUI kombinasyonları ile karakterize edilir; en evrensel "Combo", tam 10 Mbit BNC/AUI/RJ 45 setine sahiptir. 10 ve 100 Mbit için ilk kart modelleri /s'de her biri kendi hızı için bir çift RJ konektörü (45) vardı. Birkaç farklı konektör varsa (örneğin, BNC ve RJ-45), bunlar aynı anda kullanılmaz - adaptör tekrarlayıcı olarak çalışamaz. Çoğu modern adaptörün bir RJ-45 konektörü vardır ve iki standardı destekler: 10BaseT ve 100BaseTX. Çoklu bağlantı noktalı sunucu kartlarında, her biri kendi arabirimine sahip olan birkaç bağımsız bağdaştırıcı bulunur.
Arayüz kartları tüketir sistem kaynakları bilgisayar.
* G/Ç alanı- kural olarak, 10 bitlik (ISA veri yolu için) veya 16 bitlik (EISA, PCI) adres tarafından adreslenen alandan 4-32 bitişik adres. Başlatma, devam eden kontrol, durum yoklaması ve veri aktarımı sırasında bağdaştırıcı kayıtlarına erişmek için kullanılır.
* Kesinti isteği- bu düğüme yönelik bir çerçevenin alınmasıyla ve ayrıca çerçeve aktarımının tamamlanmasıyla (çarpışmalar nedeniyle başarılı veya başarısız) uyarılan bir satır (IRQ3, 5, 7, 9, 10, 11, 12 veya 15). Ağ kartları kesintisiz çalışamaz, yanlış atanmaları durumunda ağa erişim kilitlenir.
* Doğrudan Bellek Erişim Kanalı(DMA) bazı ISA/EISA kartlarında kullanılır; ISA veriyolunun doğrudan kontrolü (veri yolu yönetimi) için yalnızca 16 bitlik kanallar 5-7 uygundur.
* Paylaşılan hafıza(adaptör RAM'i) - iletilen ve alınan çerçeveler için bir arabellek - ISA kartları için genellikle Ah-Fh aralığında yer alan üst bellek alanına (UMA) atanır. PCI kartları, adres alanında kullanılmayan herhangi bir yere yerleştirilebilir Veri deposu bilgisayar. Tüm kart modelleri paylaşılan belleği kullanmaz.
* Kalıcı hafıza(adaptör ROM) - BIOS ROM genişletme modülleri için adres alanı, CDFh aralığında 4/8/16/32 KB. Uzaktan önyükleme ROM'unu (Önyükleme ROM'u) ve anti-virüs korumasını yüklemek için kullanılır.
Bağdaştırıcı yapılandırması altında Bu, PC sistem kaynaklarının kullanımının ayarlanması ve bir iletim ortamının seçilmesi anlamına gelir. Kart modeline bağlı olarak konfigürasyon farklı şekillerde yapılabilir.
* Kart üzerinde kurulu anahtarların (jumper) kullanılması. Birinci nesil ISA veri yolu adaptörlerinde kullanılır. Her kaynağın yanı sıra iletim ortamını seçmek için kendi atlama teli bloğu vardır.
* Bir ISA veri yolu kartına takılı kalıcı yapılandırma belleğini (NVRAM, EEPROM) kullanma. Bu kartlarda jumper yoktur (jumpersız), ancak manuel olarak yapılandırılır. Yapılandırma, belirli bir kart modeline (ailesine) özgü özel bir yardımcı program gerektirir.
* Bir EISA veya MCA veri yolu kartına ve sistem aygıtı yapılandırma belleğine (EISA için ESCD) takılı kalıcı yapılandırma belleğini kullanma. Kaynakların yapılandırılması, kullanıcı tarafından EISA veri yolu için ECU sistem yardımcı programı (EISA Yapılandırma Yardımcı Programı) kullanılarak gerçekleştirilir.
* Otomatik - ISA ve PCI veri yolları için PnP. Kaynak tahsisi işletim sistemi önyükleme aşamasında gerçekleştirilir.
Ortam ve aktarım hızı seçimi manuel (yazılım) veya otomatik olabilir. Bazı durumlarda gereksiz otomasyondan kaynaklanan sürprizleri önlemek için açık atamalar yapmak mantıklı olabilir. Bu sürprizler genellikle adaptörler ve sürücüleri arasındaki tutarlılığın yetersiz olmasından kaynaklanmaktadır. Bu durumda sürücü kurulu modu doğru bir şekilde tanıyamaz ve avantajlarından yararlanamaz. Otomatik yapılandırma, başlatma işleminde (önyükleme sırasında) ek gecikmelere neden olur; ağ ekipmanı doğru çalışıyor. 10Base2 arayüzüne (BNC konektörü) sahip bazı kart modelleri için, iletişim aralığını standart 185'e kıyasla 305 m'ye çıkaran genişletilmiş bir mod sunulmaktadır. Uzun segmentlere ihtiyaç duyulursa bu mod kullanılabilir, ancak mevcut olması şartıyla ve bu segmentteki tüm kartlarda etkindir. Yapılandırma yardımcı programları ayrıca ek ayarlar da sunabilir - istemci veya sunucu için optimizasyon, modem desteği ve diğerleri. Kurulumları spesifik uygulamaya uygun olmalıdır.

Ne olduethernet

Ethernet, yerel ağları düzenlemek için en yaygın teknolojidir. Ethernet standartları, OSI modelinin ilk iki katmanının - kablolu bağlantılar ve elektrik sinyallerinin (fiziksel katman) yanı sıra veri blok formatları ve ağ erişim kontrol protokollerinin (bağlantı katmanı) uygulanmasını açıklar. Ethernet'in arkasındaki fikirle başlayalım. Ethernet adı iki kelimeden geliyor ingilizce kelimeler– eter (eter) ve net (ağ). Ethernet, paylaşılan yayın dalgası konseptini kullanır. Her bilgisayar bu etere veri gönderir ve kime gönderildiğini belirtir. Veriler ağdaki tüm bilgisayarlara ulaşabilir, ancak yalnızca amaçlanan bilgisayar verileri işler. Diğer bilgisayarlar diğer kişilerin verilerini görmezden gelir. Bu çalışma radyo istasyonlarında yayın yapmaya benzer. Tüm radyo istasyonları yayınlarını ortak bir elektromanyetik alan olan radyo havasına yayınlar. Radyonuz tüm istasyonlardan elektromanyetik sinyaller alır. Ancak her şeyi aynı anda değil, ihtiyacınız olan istasyonu dinliyorsunuz.

Ethernet'in Tarihçesi

Ethernet, 20. yüzyılın 70'lerinde bir Xerox araştırma merkezi olan Xerox PARC'da (Xerox Palo Alto Araştırma Merkezi) geliştirildi. Lider ağ teknolojisinin bir fotokopi şirketi tarafından geliştirilmiş olması şaşırtıcı gelebilir. Ancak 70'lerde Xerox PARC geliştirildi: lazer yazıcı, dizüstü bilgisayar konsepti, grafik arayüz (1973, Windows 1.0'ın piyasaya sürülmesinden 12 yıl önce), WYSIWYG ilkesi ve çok daha fazlası. Ancak Xerox yönetimi yalnızca yazdırma/tarama/kopyalama alanındaki gelişmelere ilgi gösterdi. Bu nedenle artık birçok Xerox PARC buluşu tamamen farklı isimlerle ilişkilendirilmektedir. Bu yüzden unutmayın, harika bir şey icat etmek tek başına hiçbir şeyi garanti etmez. Başkalarını bunun harika olduğuna ikna etmek ve onu pazara sunmak da aynı derecede zor görevlerdir.

Ağlara dönelim. 80'li yılların başında Ethernet standardizasyon sürecinden geçti. Günümüze kadar Ethernet'i tanımlayan bir grup IEEE 802.3 standardı ortaya çıkıyor. Burada yine lirik bir ara söz yapmamız ve standardizasyondan biraz bahsetmemiz gerekiyor. Günümüzde dünyada standartları benimseyen birçok kuruluş bulunmaktadır. Örneğin, Eyaletlerarası Standardizasyon, Metroloji ve Sertifikasyon konuları Konseyimiz devlet standartları(GOST'lar). Kuruluşun adı genellikle standardın başlığında görünür. Böylece, bahsedilen IEEE 802.3 standartları grubu, IEEE - Elektrik ve Elektronik Mühendisleri Enstitüsü tarafından geliştirilmiş ve benimsenmiştir. Standartlar şu anda kanun hükmünde değildir; uygulanıp uygulanmaması herkesin kişisel meselesidir. Ancak standart yetkili bir kuruluş tarafından benimsenmişse (IEEE çok yetkili bir kuruluştur) ve önde gelen üreticiler tarafından zaten destekleniyorsa (ilk Ethernet standartlarının arkasında DEC, Intel ve Xerox vardı), o zaman uymak daha iyidir standarda. Aksi takdirde ekipmanlar bahsi geçen kuruluşlara uyumlu olmayacak ve kimse satın almayacaktır.

DEC, Intel ve Xerox'un geliştirdiği standart, ortak yayın dalgalarını kelimenin tam anlamıyla hayata geçirdi. Ağdaki tüm bilgisayarlar ortak bir koaksiyel kabloya bağlıydı. Koaksiyel kablo (koaksiyel, birlikte ve eksen ekseninden, yani "koaksiyel") bir çift iletkenden - merkezi bir tel ve onu çevreleyen metal bir silindir - bir ekrandan yapılmış bir kablodur. Tel ile ekran arasındaki boşluk izolasyonla doldurulur; kablonun dışı da izolasyon kılıfıyla kaplanır. Bu kablo örneğin televizyon antenlerinde kullanılır.

Erken ağlarda Ethernet koaksiyel Kablo, ortak elektromanyetik eterin taşıyıcısıydı. PC'ler özel konektörler kullanılarak ortak bir kabloya bağlandı. Bu bağlantı yapısına veri yolu, ortak kablonun kendisine ise "veri yolu" adı verilir.

Her PC veri yoluna elektrik sinyalleri gönderdi ve diğer tüm PC'ler bunları aldı. Daha sonra bilgisayarın bu sinyalin gerçekte kime gönderildiğini belirlemesi ve buna göre kendi sinyallerini işlemesi ve diğerlerini görmezden gelmesi gerekiyordu. Koaksiyel kablo üzerindeki Ethernet'in uzun süredir kullanılmamasına rağmen, veri adresleme mekanizması ve ortak yayın dalgası kavramı değişmeden kalmıştır.

MAC adresleri

Bağlantı düzeyinde nasıl olduğuna daha yakından bakalım Ethernet verileri genel yayın dalgalarından alıcılara dağıtılır. Aslında adreslemeyle başlayalım. Veri bağlantısı seviyesinde, ağ arayüzleri, yani ağa fiziksel olarak bağlı olan ekipman bileşenleri arasında veri alışverişi gerçekleşir. Tipik olarak, bir cihazın bir ağ arayüzü, yani bir fiziksel bağlantısı vardır. Ancak çeşitli arayüzlere sahip cihazlar da vardır; örneğin, bir PC'ye birkaç ağ arayüz denetleyicisi (NIC) kurabilir ve her birini ağa bağlayabilirsiniz. Bu nedenle genel olarak cihazları ve ağ arayüzlerini karıştırmamalısınız.

Ağ içindeki tüm arayüzlerin kendi benzersiz tanımlayıcıları vardır - MAC adresleri (Medya Erişim Kontrolü adresi, depolama ortamı erişim kontrolü adresi). Ethernet ağları 48 bitlik MAC adresleri kullanır. Genellikle baytları: veya - işaretiyle ayırarak onaltılık biçimde yazılırlar. Örneğin, 00-18-F3-05-19-4F.

Kural olarak üretici, MAC adresini ekipman üretildiğinde kalıcı olarak ekipmana yazar ve MAC adresi değiştirilemez. Adreslerin benzersizliği şu şekilde elde edilir. Adresin ilk 3 baytı cihaz üreticisini tanımlar ve Organizasyonel Olarak Benzersiz Tanımlayıcı (OUI) olarak adlandırılır. Bunlar keyfi olarak atanmazlar, IEEE tarafından yayınlanırlar. Ağ arayüzleri üretmeye karar veren herhangi bir kuruluş, IEEE'ye kaydolur ve benzersizliği IEEE tarafından garanti edilen kendi tanımlayıcısını alır. Halihazırda dağıtılmış tanımlayıcıların bir listesi IEEE web sitesinde görüntülenebilir. MAC adresinin son 3 baytı üreticinin kendisi tarafından atanır ve benzersizliği açısından da izlenir. Bu nedenle, üreticilerin standartlara uyması koşuluyla, dünyada hiçbir ağ arayüzü aynı MAC adresine sahip değildir. Anahtar kelime standartlara uygunluktur. İsteğe bağlı bir MAC adresiyle arayüz oluşturmak teknik olarak mümkündür. Ancak bu iyi bir şeye yol açmayacak.

Tahmin edebileceğiniz gibi MAC adreslerine tek başına ihtiyaç duyulmaz. MAC adresleri, kablosuz olarak gönderilen verilerin tam olarak kime yönelik olduğunu belirlemenize olanak tanır. Bu şu şekilde uygulanır.

Veriler havada tekdüze bir akış halinde değil, bloklar halinde iletilir. Bağlantı seviyesindeki bu bloklara genellikle çerçeveler denir. Her çerçeve hizmet ve faydalı verilerden oluşur. Hizmet verileri, gönderenin MAC adresini, hedef MAC adresini, daha yüksek protokolün türünü vb. ve ayrıca çerçevenin sonundaki sağlama toplamını gösteren bir başlıktır. Çerçevenin ortasında faydalı veriler var; aslında Ethernet aracılığıyla iletilen veriler.

Sağlama toplamı çerçevenin bütünlüğünü doğrulamanıza olanak tanır. Gönderici miktarı hesaplar ve çerçevenin sonuna yazar. Alıcı miktarı tekrar sayar ve bunu çerçevede kaydedilen tutarla karşılaştırır. Miktarlar eşleşiyorsa, büyük olasılıkla çerçevedeki veriler iletim sırasında zarar görmemiştir. Tutar eşleşmiyorsa veriler kesinlikle zarar görmüştür. Çerçevenin hangi kısmının hasarlı olduğunu checksum'dan anlamak mümkün değildir. Bu nedenle, eğer toplam eşleşmiyorsa çerçevenin tamamı hatalı kabul edilir. Sanki acil bir durumda kömür gibi bir şeyi taşıyormuşuz gibi demiryolu. Önce kömürü vagonlara yüklerdik. Vagonların kendi ağırlıkları vardır ve bu bizim için işe yaramaz, ancak vagonlar olmadan demiryolu üzerinde seyahat etmek imkansızdır. Her vagon ya hedefine bütünüyle başarıyla ulaşacaktır ya da bir kaza geçirip ulaşamayacaktır. Arabanın yarısı oraya ulaşmıyor ama arabanın yarısı kırık raylarda kalıyor.

Çerçeve hatalı olarak ulaşırsa tekrar iletilmesi gerekir. Nasıl daha büyük boyutçerçeve, her hatayla birlikte daha fazla verinin yeniden iletilmesi gerekecektir. Üstelik arayüz büyük bir çerçeveyi iletirken, kalan çerçeveler kuyrukta beklemek zorunda kalıyor. Bu nedenle çok büyük çerçevelerin iletilmesi karlı değildir ve uzun veri akışları çerçeveler arasında parçalara bölünür. Öte yandan kısa atışlar yapmak da karlı değil. Kısa çerçevelerde, hacmin neredeyse tamamı servis verileri tarafından doldurulacak ve çok az yararlı veri iletilecektir. Bu yalnızca Ethernet için değil, diğer birçok veri aktarım protokolü için de tipiktir. Bu nedenle her standardın kendine ait optimum boyut Ağın hızına ve güvenilirliğine bağlı olarak çerçeve. En büyük boy kullanışlı bilgi Bir blokta iletilen MTU (maksimum iletim birimi) olarak adlandırılır. Ethernet için bu 1500 bayttır. Yani, her Ethernet çerçevesi 1500 bayttan fazla yararlı veri taşıyamaz.

MAC adresleri ve çerçeveleri, verilerin ortak Ethernet yayın dalgaları üzerinden paylaşılmasına olanak tanır. Arayüz yalnızca hedef MAC adresi kendi MAC adresiyle eşleşen çerçeveleri işler. Arayüzün diğer alıcılara gönderilen çerçeveleri göz ardı etmesi ZORUNLUDUR. Bu yaklaşımın avantajı uygulama kolaylığıdır. Ancak birçok dezavantajı da var. Öncelikle güvenlik sorunları var. Kamuya açık yayınlarda yayınlanan tüm verileri herkes dinleyebilir. İkincisi, yayın dalgaları parazitle doldurulabilir. Uygulamada, sürekli olarak bazı çerçeveler gönderen hatalı bir ağ kartı, tüm kurumsal ağı çökertebilir. Üçüncüsü, zayıf ölçeklenebilirlik. Ağda ne kadar çok bilgisayar varsa, aldıkları eter parçası da o kadar az olur ve ağ bant genişliği de o kadar az etkili olur.

Air, MAC adresleri ve Ethernet çerçeveleri kavramı, OSI modelinin ikinci (bağlantı) katmanını uygular. Bu katman ilk Ethernet standartlarından bu yana değişmemiştir. Ancak Ethernet ağının fiziksel katmanı kökten değişti.

Hızlı Ethernet mimarisi

MII arayüzü ve Hızlı Ethernet alıcı-vericileri

Hızlı Ethernet fiziksel arayüzleri

Hızlı Ethernet Cihaz Türleri

Ethernet ağlarından Hızlı Ethernet ağlarına, IEEE 802.3u standardına doğru evrimsel gelişimin ana özelliklerine değinelim:

ağ segmenti veriminde on kat artış;

Ethernet'te benimsenen CSMA/CD rastgele erişim yönteminin korunması;

Standardın mimarisi Hızlı ethernet

Şekil 1 Hızlı Ethernet katman yapısını göstermektedir. 100Base-T standardının geliştirme aşamasında bile IEEE 802.3u komitesi, üç fiziksel arayüzün (TX, FX, T4) tamamı için ideal olacak evrensel bir sinyal kodlama şemasının bulunmadığını belirledi. Bunu Ethernet standardıyla karşılaştırırsak, kodlama işlevi (Manchester kodu), ortamdan bağımsız AUI arayüzünün üzerinde bulunan fiziksel sinyal seviyesi PLS (Şekil 1) tarafından gerçekleştirilir. Hızlı Ethernet standardında kodlama işlevleri, ortamdan bağımsız MII arayüzünün altında bulunan PCS kodlama alt katmanı tarafından gerçekleştirilir. Sonuç olarak, her alıcı-vericinin, karşılık gelen fiziksel arayüze en uygun kendi kodlama şeması setini kullanması gerekir; örneğin 4B/5B seti ve 100Base-FX arayüzü için NRZI.

2. Mii arayüzü ve Hızlı Ethernet alıcı-vericileri

Hızlı Ethernet standardındaki MII (orta bağımsız arayüz) arayüzü, Ethernet standardındaki AUI arayüzüne benzer. MII arayüzü, anlaşma ve fiziksel kodlama alt katmanları arasındaki iletişimi sağlar. Temel amacı farklı ortam türlerinin kullanımını basitleştirmektir. MII arayüzü, bir Hızlı Ethernet alıcı-vericisinin daha fazla bağlanmasını gerektirir. İletişim için 40 pinli bir konnektör kullanılır. MII arayüz kablosu boyunca maksimum mesafe 0,5 m'yi geçmemelidir.

Cihaz standart fiziksel arayüzlere (örneğin RJ-45) sahipse, fiziksel katman alt katman yapısı, büyük mantık entegrasyonuyla çipin içine gizlenebilir. Ayrıca, tek bir cihazdaki ara alt seviye protokollerindeki sapmalar da kabul edilebilir olup, asıl amaç performansı artırmaktır.

3. Hızlı Ethernet fiziksel arayüzleri

Hızlı Ethernet IEEE 802.3u standardı üç tür fiziksel arayüz oluşturur (Şekil 2, Tablo 1): 100Base-FX, 100Base-TX ve 100Base-T4.

100Base-FX Bu fiber optik arayüzün standardı, Bölüm 6'da ayrıntılı olarak tartışılan FDDI PMD standardı ile tamamen aynıdır. 100Base-FX standardının ana optik konektörü Duplex SC'dir. Arayüz çift yönlü bir iletişim kanalına izin verir.

100Base-TX Bu fiziksel arayüzün standardı, 5'ten düşük olmayan kategorideki korumasız bükümlü çift kablonun kullanılmasını gerektirir. Bölüm 6'da ayrıntılı olarak tartışılan FDDI UTP PMD standardıyla tamamen aynıdır. RJ-45 fiziksel bağlantı noktası, 10Base-T standardında iki tür olabilir: MDI (ağ kartları, iş istasyonları) ve MDI-X (Hızlı Ethernet tekrarlayıcı, anahtarlar). Hızlı Ethernet tekrarlayıcıda tek bir MDI bağlantı noktası mevcut olabilir. Bakır kablo üzerinden iletim için 1 ve 3 numaralı çiftler kullanılır, 2 ve 4 numaralı çiftler ise ücretsizdir. RJ-45 bağlantı noktası açık ağ kartı ve anahtar üzerinde 100Base-TX modunun yanı sıra 10Base-T modunu veya otomatik hız algılama fonksiyonunu da destekleyebilir. Çoğu modern ağ kartı ve anahtar, bu işlevi RJ-45 bağlantı noktaları aracılığıyla destekler ve ayrıca tam çift yönlü modda da çalışabilir.

100Base-T4 Bu tür bir arayüz, bükümlü çift UTP Cat.3 ve üzeri üzerinden yarı çift yönlü bir iletişim kanalı sağlamanıza olanak tanır. Bu standardın ana avantajı olarak kabul edilmesi gereken, bir kuruluşun UTP Cat.3'e dayalı mevcut kablolama sistemini radikal bir şekilde değiştirmeden Ethernet standardından Hızlı Ethernet standardına geçiş yapma yeteneğidir.

İletim için yalnızca iki bükümlü kablo çiftinin kullanıldığı 100Base-TX standardından farklı olarak, 100Base-T4 standardı dört çiftin tamamını kullanır (Şekil 3a). Ayrıca, iş istasyonu ile tekrarlayıcıyı doğrudan kabloyla bağladığınızda, iş istasyonundan tekrarlayıcıya gelen veriler bükümlü çiftler 1, 3 ve 4'ten ve ters yönde - çiftler 2, 3 ve 4'ten geçer. Çiftler 1 ve 2, Standart Ethernet'e benzer şekilde çarpışma tespiti için kullanılır. Diğer iki çift (3 ve 4), komutlara bağlı olarak sinyali dönüşümlü olarak bir yönde veya diğer yönde iletebilir. Kanal başına bit hızı 33,33 Mbit/s'dir.

Karakter kodlaması 8B/6T. Manchester kodlaması kullanılmış olsaydı, bükümlü çift başına bit hızı 33,33 Mbps olurdu ve bu, bu tür kablolar için 30 MHz sınırını aşar. Doğrudan (2 seviyeli) ikili kod yerine 3 seviyeli (üçlü) kod kullanılırsa modülasyon frekanslarında etkili bir azalma elde edilir. Bu kod şu şekilde bilinir: 8B6T Bu, iletim gerçekleşmeden önce her 8 ikili bit (karakter) kümesinin belirli kurallara göre ilk olarak 6 üçlü (3 seviyeli) sembole dönüştürüldüğü anlamına gelir. Şekil 3b'de gösterilen örneği kullanarak 3 seviyeli bir sembol sinyalinin hızını belirleyebilirsiniz:

değeri belirlenen sınırı aşmayan.

100Base-T4 arayüzünün önemli bir dezavantajı var: çift yönlü iletim modunu desteklemenin temel imkansızlığı. Tekrarlayıcılar kullanarak küçük Hızlı Ethernet ağları oluştururken, 100Base-TX'in 100Base-T4'e göre hiçbir avantajı yoksa (bant genişliği 100 Mbit/s'den fazla olmayan bir çarpışma alanı vardır), o zaman anahtarlar kullanarak ağlar oluştururken, 100Base-T4 arayüzünün dezavantajı bariz ve çok ciddi hale geliyor. Bu nedenle bu arayüz 100Base-TX ve 100Base-FX kadar yaygın değildir.

Hikaye

Ethernet teknolojisi, Xerox PARC'ın ilk projelerinin çoğuyla birlikte geliştirildi. Ethernet'in 22 Mayıs 1973'te Robert Metcalf ( Robert Metcalfe) PARC başkanına Ethernet teknolojisinin potansiyeli hakkında bir not yazdı. Ancak Metcalfe birkaç yıl sonra teknolojinin yasal hakkını aldı. 1976'da asistanı David Boggs ile birlikte "Ethernet: Yerel Bilgisayar Ağları İçin Dağıtılmış Paket Anahtarlama" başlıklı bir broşür yayınladılar. R. M. Metcalfe Ve DR Boggs. Ethernet: Yerel Bilgisayar Ağları için Dağıtılmış Paket Anahtarlama. // ACM Communications, 19(5):395--404, Temmuz 1976.

Metcalf, 1979'da Xerox'tan ayrıldı ve bilgisayarları ve yerel alan ağlarını (LAN'lar) pazarlamak için 3Com'u kurdu. DEC, Intel ve Xerox'u birlikte çalışmaya ve Ethernet standardını (DIX) geliştirmeye ikna etmeyi başardı. Bu standart ilk olarak 30 Eylül 1980'de yayımlandı. İki büyük patentli teknolojiyle rekabet etmeye başladı: Kısa süre sonra Ethernet ürünlerinin yuvarlanan dalgaları altına gömülen Token Ring ve Arcnet. Süreç içerisinde 3Com sektörün hakim şirketi haline geldi.

Teknoloji

İlk versiyonların standardı (Ethernet v1.0 ve Ethernet v2.0), iletim ortamı olarak koaksiyel kablonun kullanıldığını gösteriyordu; daha sonra bükümlü çift ve optik kablo kullanmak mümkün hale geldi.

Popüler Ethernet çeşitleri 10Base2, 100BaseTX vb. olarak adlandırılır. Burada ilk öğe iletim hızını, yani Mbit/s'yi gösterir. İkinci unsur:

• Temel - doğrudan (modüle edilmemiş) iletim,
• Geniş - frekans bölmeli çoğullamalı geniş bant kablonun kullanımı.

Üçüncü eleman: yüzlerce metre cinsinden yuvarlak kablo uzunluğu (10Base2 - 185 m, 10Base5 - 500 m) veya iletim ortamı (T, TX, T2, T4 - bükümlü çiftler, FX, FL, FB, SX ve LX - optik fiber, CX) - Gigabit Ethernet için çift eksenli kablo).

Bükümlü çifte geçmenin nedenleri şunlardı:

• çift ​​yönlü modda çalışma imkanı;
• bükümlü çift kablonun düşük maliyeti;
• kablo arızası durumunda ağların daha yüksek güvenilirliği;
• diferansiyel sinyal kullanıldığında daha fazla gürültü bağışıklığı;
• IP telefonları gibi düşük güçlü düğümlere kablo aracılığıyla güç sağlama yeteneği (Ethernet Üzerinden Güç, POE standardı);
• ağ düğümleri arasında galvanik bağlantının (akım akışı) olmaması. Kural olarak bilgisayarların topraklamasının olmadığı Rus koşullarında bir koaksiyel kablo kullanıldığında, koaksiyel kablo kullanımına genellikle ağ kartlarının bozulması ve hatta bazen sistem biriminin tamamen "tükenmesi" eşlik ediyordu. .

Optik kabloya geçmenin nedeni, tekrarlayıcı olmayan segmentin uzunluğunu artırma ihtiyacıydı.

Erişim kontrol yöntemi (koaksiyel kablolu ağ için) - taşıyıcı algılama ve çarpışma algılama ile çoklu erişim (CSMA/CD, Çarpışma Algılama ile Taşıyıcı Algılama Çoklu Erişim), veri aktarım hızı 10 Mbit/s, paket boyutu 72 ila 1526 bayt arasında, açıklanmıştır veri kodlama yöntemleri. Çalışma modu yarı çift yönlüdür, yani düğüm aynı anda bilgi gönderip alamaz. Paylaşılan bir ağ bölümündeki düğüm sayısı 1024 iş istasyonu sınırıyla sınırlıdır (fiziksel katman spesifikasyonları daha sıkı kısıtlamalar getirebilir; örneğin, ince bir koaksiyel bölüme 30'dan fazla iş istasyonu bağlanamaz ve 100'den fazla iş istasyonu bağlanamaz). kalın bir koaksiyal segment). Bununla birlikte, tek bir paylaşılan bölüm üzerine kurulu bir ağ, esas olarak yarı çift yönlü çalışma modu nedeniyle, düğüm sayısı sınırına ulaşılmadan çok önce etkisiz hale gelir.

Ethernet kartlarının ve diğer aygıtların çoğu, hız ve dubleks arasında otomatik anlaşmayı kullanarak birden fazla veri hızını destekler. en iyi bağlantı iki cihaz arasında. Otomatik algılama çalışmazsa hız ortağa göre ayarlanır ve yarı çift yönlü iletim modu etkinleştirilir. Örneğin bir cihazda 10/100 Ethernet bağlantı noktasının bulunması, cihazın 10BASE-T ve 100BASE-TX teknolojilerini kullanarak çalışabileceği anlamına gelirken, 10/100/1000 Ethernet bağlantı noktasının 10BASE-T, 100BASE-TX ve 1000BASE-'yi desteklediği anlamına gelir. TX standartları.T.

Erken Ethernet Değişiklikleri

• Xerox Ethernet- orijinal teknoloji, 3Mbit/s hız, Versiyon 1 ve Versiyon 2 olmak üzere iki versiyonu mevcut, çerçeve formatı En son sürüm halen yaygın olarak kullanılmaktadır.
• 10GENİŞ36- geniş bir dağıtım alamadı. Uzun mesafelerde çalışmaya izin veren ilk standartlardan biri. Kablolu modemlerde kullanılana benzer geniş bant modülasyon teknolojisi kullanıldı. Veri aktarım ortamı olarak koaksiyel kablo kullanıldı.
• 1BASE5- StarLAN olarak da bilinen bu, bükümlü çift kabloların kullanıldığı Ethernet teknolojisinin ilk modifikasyonudur. 1 Mbit/s hızında çalıştı ancak ticari kullanım alanı bulamadı.

10 Mbit/s Ethernet

• 10BASE5 IEEE 802.3 (“Fat Ethernet” olarak da bilinir), 10 Mbps veri aktarım hızına sahip teknolojinin özgün gelişimidir. İlk IEEE standardını takiben, maksimum segment uzunluğu 500 metre olan 50 ohm koaksiyel kablo (RG-8) kullanır.
• 10BASE2, IEEE 802.3a ("İnce Ethernet" olarak adlandırılır) - kabloyu ağ kartına bağlamak için maksimum 200 metre segment uzunluğuna sahip RG-58 kablosunu kullanır, bilgisayarlar birbirine bağlanır, kabloyu bir T konektörüne ihtiyacınız vardır ve kablonun bir BNC konektörü olması gerekir. Her iki uçta sonlandırıcılar gerektirir. Uzun yıllar boyunca bu standart Ethernet teknolojisinin ana standardıydı.
• StarLAN 10- Verileri 10 Mbit/s hızında iletmek için bükümlü çift kabloların kullanıldığı ilk gelişme. Daha sonra 10BASE-T standardına dönüştü.

Simpleks modunda çalışan ikiden fazla cihazı tek bir bükümlü çift kabloya (bölüm) bağlamak teorik olarak mümkün olmasına rağmen, koaksiyel kabloyla çalışmaktan farklı olarak böyle bir şema asla Ethernet için kullanılmaz. Bu nedenle, tüm bükümlü çift ağlar bir yıldız topolojisi kullanırken, koaksiyel ağlar bir veri yolu topolojisi kullanır. Bükümlü çift kablolar üzerinde çalışmaya yönelik sonlandırıcılar her cihaza yerleştirilmiştir ve hatta ek harici sonlandırıcıların kullanılmasına gerek yoktur.

• 10BASE-T, IEEE 802.3i - Veri iletimi için kategori-3 veya kategori-5'teki 4 bükümlü çift kablo (iki bükümlü çift) kullanılır. Maksimum uzunluk bölüm 100 metre.
• FOLYO- (Fiber-optic inter-repeater link'in kısaltması). Veri iletimi için optik kablo kullanan Ethernet teknolojisinin temel standardı. Tekrarlayıcı olmadan maksimum veri aktarım mesafesi 1 km'dir.
• 10BASE-F, IEEE 802.3j - 2 kilometreye kadar mesafelerde fiber optik kablo kullanan 10 Mbps ethernet standartları ailesi için temel terim: 10BASE-FL, 10BASE-FB ve 10BASE-FP. Yukarıdakilerden yalnızca 10BASE-FL yaygınlaştı.
• 10BASE-FL(Fiber Link) - FOIRL standardının geliştirilmiş bir versiyonu. İyileştirme, segment uzunluğunun 2 km'ye çıkarılmasıyla ilgiliydi.
• 10BASE-FB(Fiber Omurga) - Şu anda kullanılmayan bir standarttır, tekrarlayıcıların bir omurgada birleştirilmesi amaçlanmıştı.
• 10BASE-FP(Fiber Pasif) - Tekrarlayıcılara ihtiyaç duyulmayan “pasif yıldız” topolojisi hiç kullanılmamıştır.

Hızlı Ethernet (Hızlı Ethernet, 100 Mbit/s)

• 100BASE-T- veri aktarım ortamı olarak bükümlü çift kabloları kullanan standartlar için genel bir terim. 100 metreye kadar segment uzunluğu. 100BASE-TX, 100BASE-T4 ve 100BASE-T2 standartlarını içerir.
• 100BASE-TX, IEEE 802.3u - yıldız ağlarında kullanım için 10BASE-T standardının geliştirilmesi. Kategori 5 bükümlü çift kablo kullanılır, aslında sadece iki ekransız iletken çifti kullanılır, çift yönlü veri iletimi desteklenir, mesafe 100 m'ye kadardır.
• 100BASE-T4- kategori 3 bükümlü çift kablo kullanan bir standart. Dört iletken çiftinin tümü kullanılır, veri iletimi yarı çift yönlü olarak gerçekleşir. Pratik olarak kullanılmaz.
• 100BASE-T2- kategori 3 bükümlü çift kablo kullanan bir standart. Yalnızca iki çift iletken kullanılır. Her çiftte zıt yönlerde yayılan sinyallerle tam çift yönlü desteklenir. Tek yönde iletim hızı 50 Mbit/s'dir. Pratik olarak kullanılmaz.
• 100BASE-SX- kullanan bir standart çok modlu fiber. Maksimum segment uzunluğu yarı çift yönlüde 400 metre (garantili çarpışma tespiti için) veya tam çift yönlüde 2 kilometredir.
• 100BASE-FX- tek modlu optik fiber kullanan bir standart. Maksimum uzunluk yalnızca zayıflama miktarıyla sınırlıdır. fiber optik kablo ve verici gücü.
• 100BASE-FX WDM- tek modlu optik fiber kullanan bir standart. Maksimum uzunluk yalnızca fiber optik kablodaki zayıflama miktarı ve vericilerin gücü ile sınırlıdır. Arayüzler iki tipte gelir, vericinin dalga boyu farklıdır ve sayılarla (dalga boyu) veya bir Latin harfi A (1310) veya B (1550) ile işaretlenir. Yalnızca eşleştirilmiş arayüzler çiftler halinde çalışabilir: bir tarafta 1310 nm'de, diğer tarafta 1550 nm'de bir verici vardır.

Hızlı internet

Hızlı Ethernet (IEEE802.3u, 100BASE-X) - bir dizi veri iletim standardı bilgisayar ağları Geleneksel Ethernet'in (10 Mbit/s) aksine, 100 Mbit/s'ye varan hızlarla.

Gigabit Ethernet (Gigabit Ethernet, 1 Gbit/s)

• 1000BASE-T IEEE 802.3ab, Kategori 5e bükümlü çift kablo kullanan bir standarttır. 4 çiftin tümü veri iletiminde rol oynar. Veri aktarım hızı tek çift üzerinden 250 Mbit/s olup, PAM5 kodlama yöntemi kullanılmaktadır, temel frekansı 62,5 MHz'dir.
• 1000BASE-TX Telekomünikasyon Endüstrisi Birliği tarafından kuruldu. Telekomünikasyon Endüstrisi Derneği, TIA) ve Mart 2001'de "1000 Mb/s Tam Çift Yönlü Ethernet (1000BASE-TX) Kategori 6 Dengeli Kablolama Sistemleri (ANSI/TIA/EIA-854-2001) için Fiziksel Katman Belirtimi" olarak yayınlanmıştır. “Kategori 6 Dengeli Bükümlü Çift Kablolama (ANSI/TIA/EIA-854-2001) Üzerinde Çalışan 1000 Mbis/s (1000BASE-TX) için Tam Çift Yönlü Ethernet Spesifikasyonu”). Standart, ayrı alım ve iletim kullanır (iletim için 1 çift, alım için 1 çift, her çift için veri 500 Mbit/s hızında iletilir), bu da alıcı-verici cihazların tasarımını önemli ölçüde basitleştirir. Ancak sonuç olarak bu teknolojinin istikrarlı çalışması için gereklidir kablo sistemi Yüksek kalite 1000BASE-TX yalnızca Kategori 6 kablosunu kullanabilir. 1000BASE-TX'in bir diğer önemli farkı, dijital girişim ve geri dönüş gürültüsü dengeleme devresinin bulunmamasıdır; bunun sonucunda işlemcilerin karmaşıklığı, güç tüketimi ve fiyatı, 1000BASE-T standart işlemcilerden daha düşük hale gelir. 1000BASE-TX, 1000BASE-T standardından daha basit bir protokol kullanmasına ve dolayısıyla daha basit elektronikleri kullanabilmesine rağmen, neredeyse hiçbir ürün bu standarda dayalı olarak oluşturulmamıştır.
• 1000BASE-X takılabilir GBIC veya SFP alıcı-vericilerine sahip standartlar için genel bir terimdir.
• 1000BASE-SX IEEE 802.3z, çok modlu optik fiber kullanan bir standarttır. Tekrarlayıcı olmadan sinyal iletim aralığı 550 metreye kadardır.
• 1000BASE-LX IEEE 802.3z, tek modlu optik fiber kullanan bir standarttır. Tekrarlayıcı olmadan sinyal aralığı 80 kilometreye kadardır.
• 1000BASE-CX- 150 Ohm karakteristik empedanslı çift eksenli kablo kullanılarak kısa mesafeler (25 metreye kadar) için standart. 1000BASE-T standardı ile değiştirilmiştir ve artık kullanılmamaktadır.
• 1000BASE-SOL(Uzun Haul) - tek modlu optik fiber kullanan bir standart. Tekrarlayıcı olmadan sinyal aralığı 100 kilometreye kadardır.

10 Gigabit Ethernet

Yeni 10 Gigabit Ethernet standardı LAN, MAN ve WAN için yedi fiziksel medya standardını içerir. Şu anda IEEE 802.3ae değişikliği kapsamındadır ve IEEE 802.3 standardının bir sonraki revizyonuna dahil edilmelidir.

• 10GBASE-CX4- Kısa mesafeler için (15 metreye kadar) 10 Gigabit Ethernet teknolojisi kullanılmaktadır bakır kablo CX4 ve InfiniBand konektörleri.
• 10GBASE-SR- Çok modlu fiber kullanan kısa mesafeler için (kablo tipine bağlı olarak 26 veya 82 metreye kadar) 10 Gigabit Ethernet teknolojisi. Ayrıca yeni çok modlu fiber (2000 MHz/km) kullanarak 300 metreye kadar mesafeleri destekler.
• 10GBASE-LX4- çok modlu fiber üzerinden 240 ila 300 metrelik mesafeleri desteklemek için dalga boyu çoğullamayı kullanır. Ayrıca tek modlu fiber kullanılarak 10 kilometreye kadar mesafeleri destekler.
• 10GBASE-LR Ve 10GBASE-ER- bu standartlar sırasıyla 10 ve 40 kilometreye kadar olan mesafeleri destekler.
• 10GBASE-SW, 10GBAZ-LW Ve 10GBASE-EW- Bu standartlar, hız ve veri formatı açısından OC-192 / STM-64 SONET/SDH arayüzüyle uyumlu fiziksel bir arayüz kullanır. Aynı kablo türlerini ve iletim mesafelerini kullandıkları için sırasıyla 10GBASE-SR, 10GBASE-LR ve 10GBASE-ER standartlarına benzerler.
• 10GBASE-T,IEEE 802.3an-2006 - 4 yıllık geliştirme sürecinin ardından Haziran 2006'da kabul edildi. Korumalı bükümlü çift kablo kullanır. Mesafeler - 100 metreye kadar.

10 Gigabit Ethernet standardı hala çok genç olduğundan, yukarıdaki iletim ortamı standartlarından hangisinin piyasada gerçekten talep göreceğini anlamak zaman alacaktır. 10 Gigabit/saniye sınır değildir. 1000 G Ethernet ve ötesinin geliştirilmesi halihazırda devam etmektedir.