Ethernet ( engelsk uttale: /ˈiːθə˞nɛt/ ) er en standard for lokale nettverk for datamaskiner, for sitt akronym på spansk Multiple Access with Carrier Listening and Collision Detection ( CSMA/CD ). Navnet kommer fra det fysiske konseptet eter ( eter , på engelsk). Ethernet definerer kablings- og signalegenskapene; fysiske lag og datalinklags datarammeformater av OSI - modellen . Ethernet ble tatt som grunnlag for utformingen av den internasjonale standarden IEEE 802.3 , vanligvis tatt som synonymer. De er forskjellige i et av feltene i datarammen. Imidlertid kan Ethernet- og IEEE 802.3-rammer eksistere side om side i samme sone.
I 1970 , mens Norman Abramson satte opp det store ALOHA -nettverket på Hawaii , tok en nylig MIT -student ved navn Robert Metcalfe sin Ph.D.-grad ved Harvard University og jobbet for ARPANET , som var det hete forskningstemaet på den tiden. På en tur til Washington var Metcalfe hjemme hos Steve Crocker (oppfinneren av Internett -RFC ) der Crocker lot ham sove på sofaen. For å sovne begynte Metcalfe å lese et vitenskapelig magasin hvor han fant en artikkel av Norm Abramson om Aloha-nettverket. Metcalfe tenkte på hvordan protokollen som ble brukt av Abramson kunne forbedres, og skrev en artikkel som beskrev en protokoll som betydelig forbedret Alohas ytelse. Den artikkelen skulle bli hans doktorgradsavhandling, som han presenterte i 1973. Grunnideen var veldig enkel: stasjonene før sending skulle oppdage om kanalen allerede var i bruk (det vil si om det allerede fantes en 'bærer'), som i tilfelle de ville vente til den aktive sesongen var over. I tillegg vil hver stasjon under sending kontinuerlig overvåke det fysiske mediet i tilfelle en kollisjon, i så fall vil den stoppe og sende på nytt senere. Denne MAC-protokollen vil senere bli kalt Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection, eller kortere sagt CSMA/CD ( Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection ).
I 1972 flyttet Metcalfe til California for å jobbe ved Xeroxs Palo Alto Research Center kalt Xerox PARC (Palo Alto Research Center). Der ble det som ble ansett som "fremtidens kontor" designet og Metcalfe fant et perfekt miljø for å utvikle sine bekymringer. Datamaskiner kalt Alto ble testet , som allerede hadde grafikkfunksjoner og en mus og ble ansett som de første personlige datamaskinene. De første laserskriverne ble også produsert. De ønsket å koble datamaskiner til hverandre for å dele filer og skrivere. Kommunikasjonen måtte være svært høy, i størrelsesorden megabit per sekund, siden informasjonsmengden som skulle sendes til skriverne var enorm (de hadde en oppløsning og hastighet som var sammenlignbar med en nåværende laserskriver). Disse ideene som virker åpenbare i dag var fullstendig revolusjonerende i 1973.
Metcalfe , teamets 27 år gamle kommunikasjonsspesialist , fikk i oppgave å designe og bygge nettverket som skulle binde det hele sammen. Han fikk hjelp av en doktorgradsstudent fra Stanford ved navn David Boggs. De første erfaringene med nettverket, som de kalte 'Alto Aloha-nettverket', ble utført i 1972. De forbedret prototypen gradvis inntil Metcalfe 22. mai 1973 skrev et internt memorandum som informerte om det nye nettverket. For å hindre folk i å tro at det bare ble brukt til å koble til datamaskiner , endret Alto navnet på nettverket til Ethernet, som refererte til den nå forlatte teorien om fysikk ifølge hvilken elektromagnetiske bølger reiste gjennom en væske kalt eter som han antok at den fylte all plass (for Metcalfe var 'eteren' koaksialkabelen som signalet gikk gjennom). De to Alto -datamaskinene som ble brukt til de første testene av Ethernet ble omdøpt til Michelson og Morley , etter de to fysikerne som demonstrerte at eteren ikke eksisterte i 1887 med det berømte Michelson og Morley-eksperimentet .
1973 -nettverket hadde allerede alle de essensielle funksjonene til dagens Ethernet. Den brukte CSMA/CD for å minimere sannsynligheten for en kollisjon, og i tilfelle den skjedde, ble en mekanisme kalt binær eksponentiell backoff satt i drift for gradvis å redusere 'aggressiviteten' til emitteren, som den ble tilpasset til situasjoner med svært variert trafikknivå. Den hadde en busstopologi og opererte med 2,94 Mb/s over et 1,6 km langt segment med koaksialkabel . Adressene var 8 biter og CRC for rammene var 16 biter. Protokollen som ble brukt på nettverksnivå var PUP (Parc Universal Packet), som senere skulle utvikle seg til det som senere skulle bli XNS (Xerox Network System), forgjengeren til IPX (Novells Netware).
I stedet for å bruke 75-ohm koaksialkabelen til kabel-TV- nettverk, ble det besluttet å bruke 50-ohm kabel, som produserte færre refleksjoner av signalet, som Ethernet var veldig følsomt for fordi det overfører signalet i basisbåndet (det vil si, ingen modulering ). Hver kabelskjøt og hvert vampyrspyd (transceiver) installert produserte refleksjon av en del av det overførte signalet. I praksis var det maksimale antallet vampyr-'pigger', og derfor det maksimale antallet stasjoner i et koaksialkabelsegment, begrenset av den maksimalt tolerable reflekterte signalstyrken.
I 1975 beskrev Metcalfe og Boggs Ethernet i en artikkel de sendte til Communications of the ACM (Association for Computing Machinery), publisert i 1976. I den beskrev de allerede bruken av repeatere for å øke rekkevidden til nettverket. I 1977 fikk Metcalfe, Boggs og to andre Xerox-ingeniører patent på grunnleggende Ethernet-teknologi, og i 1978 mottok Metcalfe og Boggs en annen for repeateren. På dette tidspunktet var hele Ethernet-systemet eid av Xerox.
Det skal bemerkes at David Boggs bygde den første Internett- ruteren og navneserveren i 1975 under oppholdet hos Xerox PARC .
Ethernet ble tatt som grunnlag for utformingen av den internasjonale standarden IEEE 802.3 , vanligvis tatt som synonymer. De er forskjellige i et av feltene i datarammen. Imidlertid kan de originale Ethernet- og IEEE 802.3-rammene eksistere side om side på samme nettverk.
Standardene til denne gruppen gjenspeiler ikke nødvendigvis hva som brukes i praksis, selv om denne i motsetning til andre grupper vanligvis er nær virkeligheten.
Den første versjonen av IEEE 802.3 var et forsøk på å standardisere Ethernet, selv om det var et overskriftsfelt som ble definert annerledes, senere har det vært påfølgende utvidelser til standarden som dekket hastighetsutvidelser ( Fast Ethernet , Gigabit Ethernet og 10 Gigabit Ethernet). , virtuelle nettverk, huber, switcher og ulike typer medier, både fiberoptiske og kobberkabler (både tvunnet par og koaksial).
| Ethernet-standard | Dato | Beskrivelse |
|---|---|---|
| Eksperimentell Ethernet | 1972 (patentert i 1978) | 2,85 Mbit/s over koaksialkabel i busstopologi. |
| Ethernet II (DIX v2.0) | 1982 | 10 Mbit/s over tynn koaksial (tynn) - Rammen har et pakketypefelt. IP-protokollen bruker dette rammeformatet over et hvilket som helst medium . |
| IEEE802.3 | 1983 | 10BASE5 10 Mbit/s over tykk koaksial (tykkelsesnett). Maksimal lengde på segmentet 500 meter - Samme som DIX bortsett fra at Type-feltet erstattes med lengden. |
| 802.3a | 1985 | 10BASE2 10 Mbit/s over tynn koaksial (thinnet eller cheapernet). Maks segmentlengde 185 meter |
| 802.3b | 1985 | 10BRED36 |
| 802,3c | 1985 | Spesifikasjon av 10 Mbit/s repeatere |
| 802.3d | 1987 | FOIRL ( Fiber-Optic Inter-Repeater Link ) fiberoptisk kobling mellom repeatere. |
| 802.3e | 1987 | 1BASE5 eller StarLAN |
| 802.3i | 1990 | 10BASE-T 10 Mbit/s over uskjermet tvunnet par ( Ushielded twisted pair eller UTP). Maksimal lengde på segmentet 150 meter. |
| 802.3j | 1993 | 10BASE-F 10 Mbit/s over optisk fiber. Maksimal lengde på segmentet 1000 meter. |
| 802.3u | nitten nitti fem | 100BASE-TX , 100BASE-T4 , 100BASE-FX Fast Ethernet på 100 Mbit/s med hastighetsautoforhandling. |
| 802,3x | 1997 | Full Duplex (samtidig overføring og mottak) og flytkontroll. |
| 802,3 år | 1998 | 100BASE-T2 100 Mbit/s over uskjermet tvunnet par ( UTP ). Maksimal segmentlengde 100 meter |
| 802.3z | 1998 | 1000BASE-X 1 Gbit/s Ethernet over fiberoptikk. |
| 802.3ab | 1999 | 1000BASE-T 1 Gbit/s Ethernet over uskjermet tvunnet par |
| 802.3ac | 1999 | Maksimal rammeutvidelse til 1522 byte (for å tillate "Q-tags") Q-tagger inkluderer informasjon for 802.1Q VLAN og håndterer prioriteter i henhold til 802.1p-standarden. |
| 802.3ad | 2000 | Parallell lenkeaggregering. |
| 802.3ae | 2003 | 10 Gbit/s Ethernet ; 10GBASE-SR, 10GBASE-LR |
| IEEE 802.3af | 2003 | Power over Ethernet ( PoE ). |
| 802,3ah | 2004 | Ethernet i siste mil. |
| 802,3ak | 2004 | 10GBASE-CX4 Ethernet med 10 Gbit/s over biaksial kabel. |
| 802.3an | 2006 | 10GBASE-T Ethernet med 10 Gbit/s over uskjermet tvunnet par (UTP) |
| 802.3ap | i prosess (utkast) | 1 og 10 Gbit/s Ethernet på trykt krets . |
| 802.3aq | i prosess (utkast) | 10GBASE-LRM Ethernet med 10 Gbit/s over multimodus optisk fiber. |
| 802.3ar | i prosess (utkast) | Overbelastningshåndtering |
| 802.3as | i prosess (utkast) | tomteutvidelse |
Handlingen er det som også er kjent under navnet "ramme".
| Innledning | rammestartavgrensning | destinasjon MAC | Kilde MAC | 802.1Q Tag (valgfritt) | Ethertype ( Ethernet II ) eller lengde ( IEEE 802.3 ) | nyttelast | Sjekksekvens (32-biters CRC ) | gap mellom rammer |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 7 byte | 1 byte | 6 byte | 6 byte | (4 byte) | 2 byte | Fra 46 (eller 42) opp til 1500 byte | 4 byte | 12 byte |
| 64–1522 byte | ||||||||
| 72–1530 byte | ||||||||
| 84–1542 byte | ||||||||
Det er lenge siden Ethernet klarte å etablere seg som hovedlinklagsprotokollen. Ethernet 10Base2 oppnådde bred aksept i bransjen så tidlig som på 1990-tallet. I dag regnes 10Base2 som en "legacy-teknologi" til 100BaseT. I dag har produsenter allerede utviklet adaptere som kan jobbe med både 10baseT- og 100BaseT-teknologi, og dette bidrar til bedre tilpasning og overgang.
De eksisterende Ethernet-teknologiene er forskjellige i disse konseptene mellom dem:
Overføringshastighet Hastigheten som teknologien overfører. Type kabel Teknologi på det fysiske nivået som bruker teknologi. Maksimal lengde Maksimal avstand som kan eksistere mellom to tilstøtende noder (uten repeaterstasjoner). Topologi Den bestemmer den fysiske formen på Buss-nettverket hvis T-kontakter brukes (i dag kun brukt med eldre teknologier) og stjerne hvis huber (kringkastingsstjerne) eller brytere (svitsjet stjerne) brukes.De tidligere konseptene i de viktigste teknologiene er spesifisert nedenfor:
| Teknologi | Overføringshastighet | Type kabel | Maksimal avstand | Topologi |
|---|---|---|---|---|
| 10Base5 | 10 Mbit/s | tykk koaksial | 500m | Buss (AUI-kontakt) |
| 10Base2 | 10 Mbit/s | tynn lokke | 185m | Buss (T-kontakt) |
| 10BaseT | 10 Mbit/s | Twisted Pair | 100m | Stjerne (hub eller bryter) |
| 10BaseF | 10 Mbit/s | Optisk fiber | 2000m | Stjerne (hub eller bryter) |
| 100BaseT4 | 100 Mbit/s | Twisted Pair (kategori 3UTP) | 100m | Stjerne. Halv dupleks (hub) og full dupleks (bryter) |
| 100BaseTX | 100 Mbit/s | Twisted Pair (kategori 5UTP) | 100m | Stjerne. Halv dupleks (hub) og full dupleks (bryter) |
| 100BaseFX | 100 Mbit/s | Optisk fiber | 2000m | Tillater ikke bruk av nav |
| 1000BaseT | 1000 Mbit/s | Twisted Pair (kategori 5e eller 6UTP) | 100m | Stjerne. Full dupleks (bryter) |
| 1000BaseTX | 1000 Mbit/s | Twisted Pair (kategori 6UTP) | 100m | Stjerne. Full dupleks (bryter) |
| 1000BaseSX | 1000 Mbit/s | Optisk fiber (multimode) | 550m | Stjerne. Full dupleks (bryter) |
| 1000BaseLX | 1000 Mbit/s | Fiberoptikk (enkeltmodus) | 5000m | Stjerne. Full dupleks (bryter) |
| 10GBaseT | 10 000 Mbit/s | Twisted Pair (kategori 6a eller 7UTP) | 100m | |
| 10GBaseLR | 10 000 Mbit/s | Fiberoptikk (enkeltmodus) | 10000m | |
| 10GBaseSR | 10 000 Mbit/s | Optisk fiber (multimode) | 300m |
Elementene i et Ethernet-nettverk er: nettverkskort , repeatere, huber, broer, switcher, nettverksnoder og sammenkoblingsmediet. Nettverksnoder kan klassifiseres i to store grupper: dataterminalutstyr (DTE) og datakommunikasjonsutstyr (DCE) .
DTE- er er nettverksenheter som genererer datadestinasjonen: PC-er, arbeidsstasjoner, filservere, utskriftsservere; alle er en del av gruppen av sluttstasjonene. DCE- er er de mellomliggende nettverksenhetene som mottar og sender rammer på nytt i nettverket; De kan være: brytere (svitsj), rutere, konsentratorer (hub), repeatere eller kommunikasjonsgrensesnitt. For eksempel: et modem eller et grensesnittkort.
Ethernet ble opprinnelig betraktet som en protokoll beregnet på å møte behovene til lokale nettverk (LAN).
Fra og med 2001 nådde Ethernet 10 Gbit/s, noe som gjorde teknologien mye mer populær. Innen sektoren ble ATM ansett som totalansvarlig for de øvre nivåene i nettverket, men 802.3ae-standarden ( Gigabit Ethernet 10 ) har blitt plassert i en god posisjon til å utvide til WAN -nivået .
Hernando, JM (1991). Telekommunikasjonssystemer (2. utgave). Madrid: ETSI Telecommunications publikasjonstjeneste. ISBN 978-84-7402-212-4 .