Интернет интерфейс что это

Ethernet и internet — есть разница??

Хорошо, что вы зашли. Давайте вместе разберемся, что такое Ethernet. Ведь из всех технологий эта имеет сейчас наибольшее распространение. Возможно, и вы видите мой текст благодаря ей. В данной статье вы найдете основную информацию об Ethernet, включая разбор термина, принцип работы, виды и пр.

Знакомство с семейством

Ethernet представляет собой не одну, а целое семейство технологий, предназначенных для пакетной передачи данных по компьютерным сетям.

Суть заложена в названии: если разделить его на две части, получится ether — эфир и network — сеть.

Из-за созвучности наименований многие путают ethernet и internet. Чтобы вы не попали в число таких людей, объясню разницу. Вы уже знаете, что означает первый термин — это одна из многочисленных технологий; второй — вовсе таковой не является — это всемирная система, объединяющая компьютерные сети. Проще говоря, ethernet является одним из способов получения доступа к интернету.

В чем суть?

Изначально это было что-то вроде радио: один узел отправляет информацию, а все остальные ее принимают. Но на сегодняшний день используются коммутаторы, поэтому отправка данных осуществляется от одного узла до определенного адресата.

Для тех, кому интересна техническая сторона вопроса: представители данного семейства физически реализуется на канальном уровне модели OSI (базового варианта открытых систем), отвечающей за проводные соединения, формат кадров, электросигналы и протоколы управления доступом к среде. В основном, семейство технологий описано стандартами IEEE группы 802.3., разработанными для небольших вычислительных сетей (LAN) и сетей мегаполисов (MAN).

Впервые технология официально была опубликована в 1980-м году. Представляете, сколько лет она удерживает лидирующие позиции. Даже на начальном этапе она изжила своих влиятельных конкурентов Token ring и ARCNET.

Как данные попадают к адресатам?

Чтобы прояснить ситуацию в вашей голове после прочитанного выше, разберем, как на канальном уровне информация распространяется из единого эфира к получателям. Ее обмен выполняется между сетевыми модулями, соединенными с сетью физически.

В современном подключении традиционно одно устройство предполагает один интерфейс. Но бывают случаи, когда у компьютера их несколько, к примеру, если установить в него пару сетевых контроллеров, подключенных к сети.

Каждый модуль в радиусе одной сети обладает уникальным номером — 48-битным MAC-адресом. Его нельзя изменить, так как он устанавливается производителем оборудования при выпуске. Адрес прописывается в 16-ричном виде. Первые 3 байта в нем указывают на изготовителя, а выдает их организация IEEE. Последнюю тройку байтов производитель выдает сам. Именно благодаря этому уникальному номеру пакеты данных узнают своего адресата.

Кстати, передаются они не сплошным потоком, а в неких блоках — кадрах. Их формат зависит от надежности и скорости сети. На то, сколько по максимуму информации поместится в один блок, указывает параметр MTU (maximum transmission unit). Наибольшим числом для стандартов Ethernet является 1500 байт. Из существующих форматов самым популярным сейчас является Version 2.

Способ подключения

Подключение интернета по ethernet осуществляется так: от станции провайдера к вашему ПК, роутеру или модему подводится кабель, вставляется в специально отведенный для него разъем, и выполняется определенная настройка сетевой карты компа.

Что было изначально?

Раньше для этих целей использовался коаксиальный кабель, который определил принцип работы данной технологии. Он является разделяемой средой передачи, то есть одновременно может использоваться несколькими интерфейсами. При помощи одного лишь этого провода можно соединять 2 и более компьютеров. Но в тот или иной момент передачу данных способен осуществлять только один из них, иначе сигналы будут накладываться друг на друга.

Что стало теперь?

Сейчас для подключения используется витая пара, которая способна соединять только 2 узла и применяет разделенные среды для передачи данных в разных направлениях. Можно подключить и больше, если использовать дополнительное оборудование. Раньше в этих целях применялись концентраторы, предполагающие несколько портов. Но сейчас данные аппараты вытеснены коммутаторами, которые работают быстрее и надежнее.

Чем витая пара лучше своего предшественника?

Также сейчас применяется оптический кабель, который способен с высокой скоростью передавать информацию на большие расстояния без использования повторителей.

Виды Ethernet

Разновидностей технологии довольно много. Не вижу смысла перечислять каждую, потому что они мало чем отличаются с точки зрения обывателя. Выведу лишь основные группы:

Понимаю, что читать вам пришлось немало, причем технической информации. Но вы потратили время не зря, узнав много нового ;). Еще больше полезной информации вы найдете, если пройдетесь по страницам этого блога.

Источник

ИТ База знаний

Полезно

— Онлайн генератор устойчивых паролей

— Онлайн калькулятор подсетей

— Руководство администратора FreePBX на русском языке

— Руководство администратора Cisco UCM/CME на русском языке

— Руководство администратора по Linux/Unix

Навигация

Серверные решения

Телефония

FreePBX и Asterisk

Настройка программных телефонов

Корпоративные сети

Протоколы и стандарты

Не путать с «интернет»!

Онлайн курс по Кибербезопасности

Изучи хакерский майндсет и научись защищать свою инфраструктуру! Самые важные и актуальные знания, которые помогут не только войти в ИБ, но и понять реальное положение дел в индустрии

Видео: Ethernet на пальцах

Обобщенно про Ethernet

В терминах семиуровневой модели OSI (если не знаете про нее, почитайте, это интересно!), стандарт Ethernet живет на первом и на втором уровнях. На первом уровне описаны способы передачи электрических, оптических и беспроводных (радио, например) сигналов, а на втором формирование кадров (фреймов). И тут мы делаем вывод:

Ethernet “по полочкам”

Скорость

В 1999 году, благодаря технологическому “рывку”, на свет появился Gigabit Ethernet, который уже поддерживает подключения скоростью 1000 Мбит/с или 1 Гбит/с. Отметим, что “гигабитными” линками зачастую в корпоративных сетях подключает даже сервера.

Линком в профессиональной среде называют канал подключения того или иного узла. Фраза “подключил к свичу сервер гигабитным линком” означает, что коллега подключил кабелем UTP сервер к коммутатору по стандарту Gigabit Ethernet.

И пожалуй финалочку по скорость: впервые в 2002 году IEEE опубликовал стандарт 802.3ae, в котором описал 10 Gigabit Ethernet, или как его еще называют 10GE, 10GbE и 10 GigE. Догадаетесь, на какой скорости он работает? 😉

Кабели

Для работы с более высокоскоростными стандартами, такими как Gigabit Ethernet и 10 Gigabit Ethernet понадобится кабель категории 5e или 6 категории

Ethernet vs. Wi-Fi: преимущества

Стабильность сигнала

На самом деле развертывание локальной сети на базе проводного подключения дороже и сложнее. Но конечно есть преимущества, а особенно для организаций. В первую очередь, вспомним: Wi-FI передается по радиочастотам. Если вы живете в Москве и слушаю радио на машине въезжали в Лефортовский туннель вы точно знаете, что происходит с радиосигналом по мере погружения в туннель. Тоже самое происходит и с Wi-Fi.

Безопасность

Отметим, что как правило, Ethernet работает на удаленности 100 метров от от роутера. При большем расстоянии нужен некий репитер сигнала.

Ethernet vs. Wi-Fi: недостатки

Стоимость

С одной стороны, в домашней сети, достаточно просто подключить 1 кабель к порту вашего ПК и все работает. Здесь стоимость отличия от домашней Wi-Fi сети складывается только из стоимости кабеля. А что если вы организация? Кабелей нужно больше, к тому же, 1 кабель = 1 порт на коммутаторе. Соответственно, нужно закупать коммутаторы, фаерволы (безопасность, а как же?), маршрутизаторы. Именно поэтому, инвестиции в проводные Ethernet сети выше, чем в беспроводные.

Порты

Мобильность

Самое важное, пожалуй. С Ethernet вы жестко завязаны на одном месте (особенно это характерно в офисе, где у вас скоммутирована Ethernet розетка). Дома, если у вас “красивый” ремонт, кабели спрятаны под плинтус. Поэтому, мобильностью и гибкостью здесь и не пахнет.

С Wi-Fi можно легко подключать ноутбуки, планшенты и мобильные телефоны. Представьте забавный кейс: по пути в туалетную комнату, вы берете с собой ноутбук с кабелем, вместо мобильного телефона, в котором привычно листаете любимую ленту. Пожалуй, это тот самый случай, когда лучше почитать надписи на освежителе воздуха.

Итоги

Онлайн курс по Кибербезопасности

Изучи хакерский майндсет и научись защищать свою инфраструктуру! Самые важные и актуальные знания, которые помогут не только войти в ИБ, но и понять реальное положение дел в индустрии

Источник

Что такое Ethernet — простомы словами

Хотя вы, возможно, привыкли подключаться к интернету с помощью Wi-Fi, это не единственный способ предоставить своему компьютеру доступ в интернет. Существует также Ethernet, альтернатива, которая требует фактического подключения к сети.

Ethernet — это технология, которая используется для подключения устройств в локальной сети (LAN) или глобальной сети (WAN). В этой статье мы собираемся обсудить основы Ethernet, то, как он работает, и углубимся в назначение кабеля.

Что такое локальная сеть

Ethernet обычно используется в сетях LAN. Это тип сети, в которой группа компьютеров совместно использует проводное или беспроводное соединение с сервером в определённой области. ЛВС может состоять из нескольких компьютеров в вашем доме или сотен компьютеров в главном офисе компании.

Дома вы будете использовать локальную сеть для подключения друг к другу различных интернет-устройств. Ваш принтер, например, будет подключён к вашему компьютеру через локальную сеть. Локальная сеть действует как мост между вашими устройствами, так что вы можете получить к ним доступ через свою сеть.

Что такое Ethernet

Ethernet — это протокол, который позволяет сетевым устройствам отправлять и получать данные другим устройствам в той же сети.

Он обычно используется в сетях, где местоположение является фактором. Вот почему он стал таким важным в сетях LAN: этот тип сети имеет географические ограничения. Сеть LAN находится в одном месте, будь то библиотека, офис или ваш дом.

Возможно, вы слышали в играх термин «вечеринка по локальной сети». Когда вы настраиваете компьютеры для работы в локальной сети, все они подключаются к одной сети через Ethernet. Это позволяет вам играть на локальном сервере, доступ к которому есть только у вас, потому что все подключены друг к другу.

Почему используется Ethernet

Подключение к сети Ethernet используется потому, что оно менее уязвимо для сбоев. Беспроводные технологии подвержены проблемам с подключением, особенно когда устройства начинают удаляться от маршрутизатора, к которому они подключены. Он предлагает более стабильное соединение, потому что существует физическая связь между компьютером и беспроводной сетью.

Более того, он более безопасен, чем беспроводные технологии. Большинство беспроводных подключений к интернету безопасны, но есть способы ими управлять. Соединения должны быть выполнены с помощью кабелей, а это означает, что злоумышленнику потребуется физический доступ к кабелю, чтобы получить доступ к данным, хранящимся в сети.

Он смог обеспечить стабильно высокий уровень производительности. Первоначально он мог передавать 10 мегабит в секунду. Только за 90-е это число увеличилось в 10 раз. Сегодня соединения могут поддерживать соединения со скоростью в несколько десятков гигабит в секунду. Вы часто будете слышать, как сейчас люди говорят о «гигабитном Ethernet» по этой причине, который является очень быстрым Ethernet-соединением.

Это преимущество в производительности было даже более значительным, учитывая относительно низкую стоимость. В зависимости от приобретаемых вами кабелей стоимость настройки Ethernet в сети может быть очень низкой. Если учесть сумму, которую компании взимают за беспроводные инструменты, становится ясно, что во многих случаях он является более доступным вариантом.

Каковы ограничения

Это ещё не все навороты: у него есть несколько недостатков.

Главный недостаток заключается в том, что он предназначен для сетей с устройствами, подключёнными на небольшом расстоянии. Для компании было бы непрактично использовать его для подключения устройств, которые находятся далеко за пределами их офисов, например, на парковке, потому что вам нужно будет проложить физический кабель к устройствам, которые вы хотите подключить к сети.

Скорость соединения Ethernet зависит от того, сколько трафика проходит по сети. Многие люди, использующие одну и ту же сеть одновременно, могут снизить скорость.

Ethernet против Wi-Fi

Нельзя отрицать, что Wi-Fi — самый популярный способ подключения устройств к интернету. Это неудивительно, потому что кабели Ethernet довольно громоздки.

Если ваш телефон должен быть подключён к интернету с помощью кабеля Ethernet, он должен быть толщиной примерно 10 сантиметров, по крайней мере, для поддержки соединения.

Основное различие между Ethernet и Wi-Fi заключается в том, что данные Ethernet передаются через физический кабель, тогда как соединения Wi-Fi передают данные через беспроводные сигналы. Основное преимущество Wi-Fi через Ethernet заключается в том, что он обеспечивает хорошую мобильность; вы можете перемещаться куда угодно на определённом расстоянии, не таща за собой кабель.

Соединения обеспечивают большую скорость и надёжность, чем соединение Wi-Fi. В то время как соединение Wi-Fi может быть легко потеряно — и требуется время для восстановления, — кабели Ethernet более надёжны, потому что вы подключены непосредственно к сети. Соединения Wi-Fi также подвержены помехам, что может снизить их надёжность.

Что такое кабель Ethernet

Ethernet не работал бы без кабелей. Это проводная технология! Кабель Ethernet — это особый тип компьютерного сетевого кабеля, который соединяет сетевые устройства с сетью. Чаще всего вы обнаружите, что кабель подключён к маршрутизатору, модему или сетевому коммутатору через порт.

Кабели Ethernet напоминают телефонный кабель. Если вы сравните их бок о бок, вы заметите их сходство.

Кабели имеют восемь проводов, а телефонные кабели — только четыре. В результате кабели больше. Кроме того, кабели могут быть разных цветов, а телефонные кабели обычно белого или серого цвета.

Сегодня используются два основных типа кабелей: категории 5 и категории 6.

Кабели категории 5 или CAT5 могут поддерживать скорость до 100 мегабит в секунду. Эти кабели нельзя использовать для передачи данных на расстоянии более 328 футов.

Кабели категории 6 или CAT6 представляют собой шестое поколение. Этот кабель способен поддерживать скорость передачи данных около 1 гигабит в секунду. Кабели CAT6, однако, могут передавать данные только на расстояние около 164 футов.

Вывод

Ethernet — это сетевая технология, которая соединяет устройства в локальной или глобальной сети. Он может появиться в самых разных местах, от домов до корпоративных офисов и больниц. Где в одной сети есть несколько устройств, которые хотят общаться друг с другом.

Он обеспечивает надёжное и стабильное соединение, в отличие от беспроводной технологии. Которая подвержена помехам и может быть нестабильной в зависимости от вашего расстояния до маршрутизатора. Однако, чтобы использовать Ethernet, вам необходимо подключить к устройству кабель. Сегодня это непрактично для многих современных устройств, поддерживающих только беспроводную технологию.

Источник

Сетевые интерфейсы

в этом разделе описываются основные понятия сетевых интерфейсов на Windows, включая способы их определения в коде и их свойства.

этот раздел предназначен для аудитории разработчика, как для Windows настольных сетевых приложений, так и для сетевых драйверов в режиме ядра. Тем не менее, некоторые из представленных здесь сведений также могут быть полезны для системных администраторов, управляющих сетевыми интерфейсами с помощью командлетов PowerShell.

Обзор

Сетевой интерфейс — это точка, в которой соединяются две части сетевого оборудования или уровней протоколов. Как правило, он представлен физической сетевой картой (NIC) для подключения между компьютером и частной или общедоступной сетью. Однако он также может принимать форму программного компонента, такого как интерфейс замыкания на себя ( 127.0.0.1 для IPv4 или ::1 IPv6).

Сетевые интерфейсы определяются с помощью IETF в RFC 2863 и не предназначены для определения с помощью Windows. Подробные вопросы о значении идентификаторов сетевых интерфейсов, таких как ifIndex, см. в их определениях IETF. в оставшейся части этого раздела обсуждаются сведения о реализации, связанные с Windows.

Идентификаторы и свойства сетевых интерфейсов

в Windows сетевой интерфейс можно идентифицировать различными способами. Некоторые из этих идентификаторов используются для различения сетевых интерфейсов друг от друга, но не все идентификаторы так же хорошо подходят для этой задачи из-за их различий в свойствах. Как правило, сетевые интерфейсы определяются сетевым адресом для внешних компонентов. Например, это может быть идентификатор узла и номер порта или просто уникальный идентификатор узла.

В коде сетевой интерфейс может быть идентифицирован различными способами. В следующей таблице описаны способы идентификации сетевого интерфейса вместе со связанными свойствами. Мы рекомендуем использовать идентификатор GUID интерфейса (ифгуид) для программирования, если для определенного API не требуется другой идентификатор сетевого интерфейса.

Примечания для предыдущей таблицы:

Видимость для разработчиков

API вспомогательного приложения IP также доступен для настольных приложений в пользовательском режиме и драйверов режима ядра.

Поверхность API UWP предоставляет только свойство ифгуид напрямую. Однако разработчики приложений UWP могут импортировать функцию GetIfTable2 с помощью P/Invoke, если они необходимы для доступа к другим свойствам сетевого интерфейса.

Связанные темы

Определения информационной базы MIB для сетевых интерфейсов см. в RFC 2863.

Сетевые интерфейсы NDIS в сетевых драйверах см. в разделе NDIS Network Interfaces.

Справочник по API Нетиоапи. h см. в разделе нетиоапи. h Header.

Источник

Ethernet протокол или интерфейс

Хорошо, что вы зашли. Давайте вместе разберемся, что такое Ethernet. Ведь из всех технологий эта имеет сейчас наибольшее распространение. Возможно, и вы видите мой текст благодаря ей. В данной статье вы найдете основную информацию об Ethernet, включая разбор термина, принцип работы, виды и пр.

Знакомство с семейством

Ethernet представляет собой не одну, а целое семейство технологий, предназначенных для пакетной передачи данных по компьютерным сетям.

Суть заложена в названии: если разделить его на две части, получится ether — эфир и network — сеть.

Из-за созвучности наименований многие путают ethernet и internet. Чтобы вы не попали в число таких людей, объясню разницу. Вы уже знаете, что означает первый термин — это одна из многочисленных технологий; второй — вовсе таковой не является — это всемирная система, объединяющая компьютерные сети. Проще говоря, ethernet является одним из способов получения доступа к интернету.

В чем суть?

Изначально это было что-то вроде радио: один узел отправляет информацию, а все остальные ее принимают. Но на сегодняшний день используются коммутаторы, поэтому отправка данных осуществляется от одного узла до определенного адресата.

Для тех, кому интересна техническая сторона вопроса: представители данного семейства физически реализуется на канальном уровне модели OSI (базового варианта открытых систем), отвечающей за проводные соединения, формат кадров, электросигналы и протоколы управления доступом к среде. В основном, семейство технологий описано стандартами IEEE группы 802.3., разработанными для небольших вычислительных сетей (LAN) и сетей мегаполисов (MAN).

Впервые технология официально была опубликована в 1980-м году. Представляете, сколько лет она удерживает лидирующие позиции. Даже на начальном этапе она изжила своих влиятельных конкурентов Token ring и ARCNET.

Как данные попадают к адресатам?

Чтобы прояснить ситуацию в вашей голове после прочитанного выше, разберем, как на канальном уровне информация распространяется из единого эфира к получателям. Ее обмен выполняется между сетевыми модулями, соединенными с сетью физически.

В современном подключении традиционно одно устройство предполагает один интерфейс. Но бывают случаи, когда у компьютера их несколько, к примеру, если установить в него пару сетевых контроллеров, подключенных к сети.

Каждый модуль в радиусе одной сети обладает уникальным номером — 48-битным MAC-адресом. Его нельзя изменить, так как он устанавливается производителем оборудования при выпуске. Адрес прописывается в 16-ричном виде. Первые 3 байта в нем указывают на изготовителя, а выдает их организация IEEE. Последнюю тройку байтов производитель выдает сам. Именно благодаря этому уникальному номеру пакеты данных узнают своего адресата.

Кстати, передаются они не сплошным потоком, а в неких блоках — кадрах. Их формат зависит от надежности и скорости сети. На то, сколько по максимуму информации поместится в один блок, указывает параметр MTU (maximum transmission unit). Наибольшим числом для стандартов Ethernet является 1500 байт. Из существующих форматов самым популярным сейчас является Version 2.

Способ подключения

Подключение интернета по ethernet осуществляется так: от станции провайдера к вашему ПК, роутеру или модему подводится кабель, вставляется в специально отведенный для него разъем, и выполняется определенная настройка сетевой карты компа.

Что было изначально?

Раньше для этих целей использовался коаксиальный кабель, который определил принцип работы данной технологии. Он является разделяемой средой передачи, то есть одновременно может использоваться несколькими интерфейсами. При помощи одного лишь этого провода можно соединять 2 и более компьютеров. Но в тот или иной момент передачу данных способен осуществлять только один из них, иначе сигналы будут накладываться друг на друга.

Что стало теперь?

Сейчас для подключения используется витая пара, которая способна соединять только 2 узла и применяет разделенные среды для передачи данных в разных направлениях. Можно подключить и больше, если использовать дополнительное оборудование. Раньше в этих целях применялись концентраторы, предполагающие несколько портов. Но сейчас данные аппараты вытеснены коммутаторами, которые работают быстрее и надежнее.

Чем витая пара лучше своего предшественника?

Также сейчас применяется оптический кабель, который способен с высокой скоростью передавать информацию на большие расстояния без использования повторителей.

Виды Ethernet

Разновидностей технологии довольно много. Не вижу смысла перечислять каждую, потому что они мало чем отличаются с точки зрения обывателя. Выведу лишь основные группы:

Понимаю, что читать вам пришлось немало, причем технической информации. Но вы потратили время не зря, узнав много нового ;). Еще больше полезной информации вы найдете, если пройдетесь по страницам этого блога.

Mobile IP: эффективное решение для мобильного интернета

Рост интереса к протоколу Mobile IP объясняется тем, что он позволяет снижать затраты, направляя трафик по самому эффективному из возможных маршрутов, а также удобен для пользователей. В статье представлен общий обзор протокола Mobile IP, его компонентов и принципа работы.

Интернет-протокол для мобильной связи Mobile IP. Часть 1

Статья знакомит с принципами работы, основными компонентами и понятиями протокола Mobile IP. Освещены механизмы взаимодействия узлов Mobile IP. Статья представляет собой сокращённый перевод [1].

Сетевые стандарты беспроводных сетей с малым энергопотреблением

В статье рассматриваются стандарты беспроводных технологий Bluetooth, Wi-Fi и ZigBee с точки зрения их пригодности для использования в сетях датчиков. Поскольку в силу ряда причин ни один из них полностью не годится для использования в беспроводных датчиковых сетях, предлагается частный стандарт для использования в подобных сетях.

25 мая

В статье дан обзор основных промышленных разновидностей Ethernet, и предлагаются варианты их реализации на матрицах FPGA. Большое внимание уделяется вопросу синхронизации узлов сети.

ромышленный стандарт Ethernet (Industrial Ethernet) определяет два вида сети: SRT (Soft-Real-Time — сеть мягкого реального времени) и IRT (Isochronous Real-Time — сеть изохронного реального времени). Сети SRT не очень требовательны к быстродействию и применяются, например, на складах для учета товаров. В этом случае допускаются задержки до нескольких минут в обработке события, а в сетях IRT счет идет на миллисекунды. Сети IRT используются на тех производственных участках, которые наиболее чувствительны к задержкам и нарушениям в очередности пакетов.
В отличие от других промышленных сетевых интерфейсов (Profibus, DeviceNet или CANopen), Ethernet обладает более высоким быстродействием, а также поддерживает одновременную работу с большим количеством узлов. Например, длительность цикла в шине CAN с 3—7 узлами составляет 2—4 мс, а Ethernet с такой же скоростью работает с 30—100 абонентами.
Сеть Ethernet сама по себе является недетерминированной, то есть не гарантирует время доступа для каждого узла. В связи с этим при проектировании необходимо проверять, обеспечивается ли время доступа в пределах 1 мс. Если нет, то выгоднее использовать более дешевые промышленные шинные сети.

Применение Ethernet для автоматизации в промышленности обеспечивает «бесшовное» соединение всех стадий производства и контроля. Кроме того, она оказывается более дешевой и быстродействующей средой по сравнению со многими промышленными шинными сетями. Однако классический вариант Ethernet требует доработки и подстройки под промышленные протоколы. В настоящее время разработаны десятки протоколов для промышленной Ethernet. Наиболее распространёнными среди них являются EtherNet/IP, Profinet IO и MODbus TCP (для сетей SRT) и Ethernet Powerlink, SERCOS III, EtherCAT и Profinet IRT для IRT (см. табл. 1).

Ethernet — это самый распространенный на сегодняшний день стандарт локальных сетей. Когда говорят Ethernet, то под этим обычно понимают любой из вариантов этой технологии. В более узком смысле Ethernet — это сетевой стандарт, основанный на экспериментальной сети Ethernet Network, которую фирма Xerox разработала и реализовала в 1975 году. В 1980 году фирмы DEC, Intel и Xerox совместно разработали и опубликовали стандарт Ethernet версии II для сети, построенной на основе коаксиального кабеля, который стал последней версией фирменного стандарта Ethernet. Поэтому фирменную версию стандарта Ethernet называют стандартом Ethernet DIX или Ethernet II. На основе стандарта Ethernet DIX был разработан стандарт IEEE 802.3, который во многом совпадает со своим предшественником. Все выше перечисленные стандарты предназначались для сетей, функционирующих со скоростью 10 Мбит/с

В 1995 году был принят стандарт Fast Ethernet для сетей, функционирующих со скоростью 100 Мбит/с, который во многом не является самостоятельным стандартом, о чем говорит и тот факт, что его описание просто является дополнительным разделом к основному стандарту 802.3 — разделом 802.3u. Аналогично, принятый в 1998 году стандарт Gigabit Ethernet для сетей, функционирующих со скоростью 1000 Мбит/с, описан в разделе 802.3z основного документа. Спецификации Ethernet определяют протокол как совокупность из трех необходимых компонентов:

· набора правил физического уровня, задающих типы кабеля и ограничения кабельной системы для сетей Ethernet;

· формата кадра, задающего порядок и назначение битов, передаваемых в пакете Ethernet;

· механизма управления доступом к среде, называемого множественным доступом с контролем несущей и обнаружением коллизий.

Наиболее характерная особенность сети Ethernet — это механизм управления доступом к среде, который называется множественным доступом с контролем несущей и обнаружением коллизий (CSMA/CD, Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection). Подобно любому методу MAC, CSMA/CD позволяет компьютерам в сети совместно разделять единую узкополосную среду передачи без потери данных. Протокол разработан таким образом, что каждый узел имеет равные права на доступ к сетевой среде передачи. Когда узел в сети Ethernet хочет передать данные, сначала он проверяет сетевую среду, пытаясь определить, используется ли она. Это — фаза контроля несущей. Если узел выявляет в сети трафик, он выдерживает короткую паузу и снова прослушивает сеть. Если сеть свободна, то любой узел сети может осуществить через нее передачу своих данных. Это — фаза множественного доступа. Описанный механизм сам управляет доступом к среде передачи, но не без ошибок. Вполне возможно для двух (или более) систем установить, что сеть свободна, и начать передавать свои данные примерно в один и тот же момент. Это приводит к спорной ситуации, которая в спецификациях IEEE называется ошибкой качества сигнала (SQE, signal quality error) или, что более широко употребимо, коллизией (collision). Коллизии возникают, когда одна система передает данные, а другая система выполняет контроль несущей в течение короткого промежутка времени до того момента, как первый бит переданного пакета достигнет ее. Этот интервал известен как время состязания (contention time) или временной зазор (slot time), так как каждая вовлеченная в процесс система полагает, что она начала передавать данные первой. Таким образом, каждый узел в сети всегда находится в одном из трех возможных состояний: передаче, состязании или ожидании.

Когда сталкиваются пакеты от двух различных узлов, в кабеле возникает состояние, отличное от нормы, которое распространяется навстречу обеим системам. Когда каждая передающая система выявляет ненормальную ситуацию, она осознает, что имеет место коллизия, немедленно прекращает посылать данные и предпринимает действия, чтобы исправить эту ситуацию. Это — стадия обнаружения коллизии. Из-за того, что столкнувшиеся пакеты считаются поврежденными, обе задействованные системы передают в остальную сеть сигнал задержки (jam pattern), который устанавливает во всем кабеле напряжение, информирующее другие системы в сети о столкновении и предотвращающее возможную передачу ими данных. После передачи сигнала задержки оба узла, вовлеченные в конфликт, откладывают свою передачу на случайный интервал времени, который вычисляется по алгоритму с использованием их собственных МАС-адресов в качестве уникальных факторов. Этот процесс называется отсрочкой или временной выдержкой. Так как оба узла выполняют независимые вычисления временной паузы, то шанс, что они начнут повторную передачу в одно и тоже, время, существенно снижается. Однако это по-прежнему возможно, и, если между теми же двумя узлами возникнет очередная коллизия, то они оба увеличивают продолжительность интервалов задержки и снова переходят в состояние отсрочки. Большинство коллизий, которые возникают в типичной сети Ethernet, разрешаются в течение микросекунд. Следует понимать, что возникновение коллизий пакетов для сети Ethernet естественно и ожидаемо, и не обязательно является проблемой. Коллизии пакетов могут стать проблемой только в том случае, если их очень много, тогда в сети начинают накапливаться значительные задержки трафика.

Недостаток механизма CSMA/CD заключается в том, что чем больше трафик в сети, тем больше коллизий будет возникать. В обычной сети Ethernet загрузка находится приблизительно в диапазоне от 30 до 40 процентов. Когда загрузка возрастает примерно до 80 процентов, количество конфликтов увеличивается до значения, после которого производительность сети заметно снижается. В самом крайнем случае, известном как коллапс (collapse), сеть настолько забита трафиком, что почти всегда находится в состоянии состязания.

Спецификации Физического уровня для протокола Ethernet разработаны таким образом, что первые переданные 64 байта каждого пакета полностью распределяются по всей совокупной длине кабеля области коллизий. Очень важно, чтобы первый бит каждого передаваемого пакета достиг каждого узла в сети прежде, чем будет отправлен последний бит. Это требование выдвигается в связи с тем, что передающая система может выявить коллизию только тогда, когда она все еще передает данные. Если коллизия возникает после того, как последний бит покинул передающий узел, она называется поздней коллизией или иногда выходом за окно коллизий. Так как передающая система не имеет способа выявления поздних коллизий, она полагает, что пакет передан успешно. Любые данные, потерянные в результате поздней коллизии, не могут быть повторно переданы процессом Канального уровня. Эта задача переходит к протоколам, работающим на вышележащих уровнях модели OSI и использующим для обнаружения потери данных и вызова повторной передачи свои собственные механизмы. Последний процесс может отнимать время в сотни раз большее, чем повторная передача Ethernet, и это — одна из причин, по которой данной тип коллизии является проблемой. Поздние коллизии не являются обычным явлением для сети Ethernet, напротив, их появление свидетельствует о существовании серьезных проблем, которые надо немедленно устранить.

Механизм управления доступом к среде CSMA/CD является определяющим элементом протокола Ethernet, но он также накладывает и множество ограничений. Основным недостатком протокола Ethernet является то, что одновременно данные могут передаваться только в одном направления. Такой режим называется полудуплексным. Применяя специальное оборудование, также возможно организовать работу соединений Ethernet в дуплексном режиме, означающем, что устройство может передавать и получать данные одновременно. Дуплексный Ethernet возможен только для сегментов, которые имеют раздельные каналы для взаимодействия в каждом из направлений. Это относится к витой паре и оптоволоконному кабелю, поддерживаемым обычным Ethernet и Fast Ethernet, но не к коаксиальному кабелю. Из-за того, что обе системы при дуплексной связи могут передавать и получать данные одновременно, нет причин для возникновения конфликтов. В силу сказанного, нет необходимости в ограничениях кабельной системы, направленных на поддержку механизма выявления коллизий.

Исторически первые сети технологии Ethernet были созданы на коаксиальном кабеле диаметром 0,5 дюйма. В дальнейшем были определены и другие спецификации физического уровня для стандарта Ethernet, позволяющие использовать различные среды передачи данных. Физические спецификации технологии Ethernet на сегодняшний день включают следующие среды передачи данных.

· 10Base-5 — коаксиальный кабель диаметром 0,5 дюйма, называемый «толстым» коаксиалом. Имеет волновое сопротивление 50 Ом. Максимальная длина сегмента — 500 метров (без повторителей).

· 10Base-2 — коаксиальный кабель диаметром 0,25 дюйма, называемый «тонким» коаксиалом. Имеет волновое сопротивление 50 Ом. Максимальная длина сегмента — 185 метров (без повторителей).

· 10Base-T — кабель на основе неэкранированной витой пары (Unshielded Twisted Pair, UTP). Образует звездообразную топологию на основе концентратора. Расстояние между концентратором и конечным узлом — не более 100 м.

· 10Base-F — волоконно-оптический кабель. Топология аналогична топологии стандарта 10Base-T. Имеется несколько вариантов этой спецификации — FOIRL (расстояние до 1000 м), 10Base-FL (расстояние до 2000 м), 10Base-FB (расстояние до 2000 м).

Стандарт технологии Ethernet, описанный в документе IEEE 802.3, дает описание единственного формата кадра уровня MAC. Тем не менее, на практике в сетях Ethernet на канальном уровне используются кадры 4-х различных форматов (типов). Это связано с длительной историей развития технологии Ethernet, насчитывающей период существования до принятия стандартов IEEE 802.

Консорциум трех фирм Digital, Intel и Xerox в 1980 году представил на рассмотрение комитету 802.3 свою фирменную версию стандарта Ethernet в качестве проекта международного стандарта, но комитет 802.3 принял стандарт, отличающийся в некоторых деталях от предложения DIX. Отличия касались и формата кадра, что породило существование двух различных типов кадров в сетях Ethernet. Еще один формат кадра появился в результате усилий компании Novell по ускорению работы своего стека протоколов в сетях Ethernet. И, наконец, четвертый формат кадра стал результатом деятельности комитета 802.3 по приведению предыдущих форматов кадров к некоторому общему стандарту.

· кадр 802.3/LLC (кадр 802.3/802.2 или кадр Novell 802.2);

· кадр Raw 802.3 (или кадр Novell 802.3);

· кадр Ethernet DIX (или кадр Ethernet II);

· кадр Ethernet SNAP.

Форматы всех этих четырех типов кадров Ethernet приведены на рис. 21.

Рис. 21. Форматы кадров Ethernet

Стандарт 802.3/LLC определяет восемь полей заголовка (рис. 21, поле преамбулы и начальный ограничитель кадра на рисунке не показаны). Поле преамбулы (Preamble) состоит из семи синхронизирующих байт 10101010. Начальный ограничитель кадра (Start-of-frame-delimiter, SFD) состоит из одного байта 10101011. Появление этой комбинации бит является указанием на то, что следующий байт — это первый байт заголовка кадра.

Адрес назначения (Destination Address, DA) может быть длиной 2 или 6 байт. На практике всегда используются адреса из 6 байт. Первый бит старшего байта адреса назначения является признаком того, является адрес индивидуальным или групповым. Если он равен 0, то адрес является индивидуальным (unicast), а если 1, то это групповой адрес (multicast). Второй бит старшего байта адреса определяет способ назначения адреса — централизованный или локальный. Адрес источника (Source Address, SA) — это 2- или 6-байтовое поле, содержащее адрес узла — отправителя кадра. Первый бит адреса всегда имеет значение 0.

Подкадр протокола управления логической связью (Logical Link Control — LLC) – является одним из механизмов, позволяющих взаимодействовать локальным сетям разных топологий. Эта структуру из трех полей предшествует полю данных в кадре и используется для идентификации необходимого протокола в многопротокольных компьютерах. Это поле необходимо в связи с ограниченными возможностями протокола 802.3 в определении внешних протоколов. Подкадр LLC содержит следующие элементы:

· поле адреса порта службы получателя (Destination Service Address Port — DSAP) длиной в один октет (8 бит);

· поле адреса порта службы отправителя (Source Service Address Port — SSAP) длиной в один октет;

· служебное поле Control длиной в один октет.

Точки доступа к службам (service access points) идентифицируют протокол верхнего уровня, для которого предназначен пакет. Протоколам присвоены шестнадцатеричные значения, которые и записываются в поля DSAP и SSAP пакета. Уровень LLC выполняет адресацию и управляет каналом связи. На этом уровне принимается решение о том, какой механизм следует использовать для адресации станций в среде передачи и управления обменом данными между машинами отправителя и получателя. Длина (Length, L) — 2-байтовое поле, которое определяет длину поля данных в кадре. Поле данных (Data) может содержать от 0 до 1500 байт. Но если длина поля меньше 46 байт, то используется следующее поле — поле заполнения, чтобы дополнить кадр до минимально допустимого значения в 46 байт. Поле заполнения (Padding) состоит из такого количества байт заполнителей, которое обеспечивает минимальную длину поля данных в 46 байт. Это обеспечивает корректную работу механизма обнаружения коллизий. Поле контрольной суммы (Frame Check Sequence, FCS) состоит из 4 байт, содержащих контрольную сумму. Это значение вычисляется по алгоритму CRC-32.

Кадр Raw 802.3, называемый также кадром Novell 802.3, представлен на рис. 21. Из рисунка видно, что это кадр подуровня MAC стандарта 802.3, но без вложенного кадра подуровня LLC. Компания Novell долгое время не использовала служебные поля кадра LLC в своей операционной системе NetWare из-за отсутствия необходимости идентифицировать тип информации, вложенной в поле данных, так как там всегда находился пакет протокола IPX, долгое время бывшего единственным протоколом сетевого уровня в операционной системе (ОС) NetWare. Теперь, когда необходимость идентификации протокола верхнего уровня появилась, компания Novell стала использовать возможность инкапсуляции в кадр подуровня MAC кадра LLC, то есть использовать стандартные кадры 802.3/LLC. Такой кадр компания обозначает теперь в своих операционных системах как кадр 802.2, хотя он является комбинацией заголовков 802.3 и 802.2.

Кадр Ethernet DIX, называемый также кадром Ethernet II, имеет структуру (рис. 21), совпадающую со структурой кадра Raw 802.3. Однако 2-байтовое поле Длина кадра Raw 802.3 в кадре Ethernet DIX используется в качестве поля типа протокола. Это поле, теперь получившее название Type (Т) или EtherType, предназначено для тех же целей, что и поля DSAP и SSAP кадра LLC — для указания типа протокола верхнего уровня, вложившего свой пакет в поле данных этого кадра.

Для устранения разнобоя в кодировках типов протоколов, сообщения которых вложены в поле данных кадров Ethernet, комитетом 802.2 была проведена работа по дальнейшей стандартизации кадров Ethernet. В результате появился кадр Ethernet SNAP (SNAP — SubNetwork Access Protocol, протокол доступа к подсетям). Кадр Ethernet SNAP (рис. 21) представляет собой расширение кадра 802.3/LLC за счет введения дополнительного заголовка протокола SNAP, состоящего из двух полей: OUI и Type. Поле Type состоит из 2-х байт и повторяет по формату и назначению поле Type кадра Ethernet II (то есть в нем используются те же значения кодов протоколов). Поле OUI (Organizationally Unique Identifier) определяет идентификатор организации, которая контролирует коды протоколов в поле Type. С помощью заголовка SNAP достигнута совместимость с кодами протоколов в кадрах Ethernet II, а также создана универсальная схема кодирования протоколов.

Спецификация IEEE 802.3u, утвержденная в 1995 году, определяет протокол Канального уровня для сетей, функционирующих со скоростью 100 Мбит/с, что в десять раз выше скорости обычного, классического Ethernet. Обычно его называют Fast Ethernet или 100BaseT. Fast Ethernet быстро стал промышленным стандартом для монтажа новых ЛВС в основном за счет того, что он значительно улучшает производительность сети, а изменения относительно исходного Ethernet при этом минимальны. Ethernet оставляет неизменными два из трех определяющих элементов сети Ethernet. Новый протокол использует такой же формат кадра, как IEEE 802.3 и тот же механизм управления доступом к среде CSMA/CD. Усовершенствования, которые позволяют увеличить пропускную способность, заключаются в нескольких элементах конфигурации средств Физического уровня, включая типы применяемого кабеля, длину сегментов и допустимое количество концентраторов.

Официальный стандарт 802.3u установил три различных спецификации для физического уровня Fast Ethernet и дал им следующие названия:

· 100Base-FX для многомодового оптоволоконного кабеля, используются два волокна;

· 100Base-TX для двухпарного кабеля на неэкранированной витой паре UTP категории 5 или экранированной витой паре STP Type 1;

· 100Base-T4 для четырехпарного кабеля на неэкранированной витой паре UTP категории 3, 4 или 5.

Коаксиальный кабель, давший миру первую сеть Ethernet, в число разрешенных сред передачи данных новой технологии Fast Ethernet не попал. Это общая тенденция многих новых технологий, поскольку на небольших расстояниях витая пара категории 5 позволяет передавать данные с той же скоростью, что и коаксиальный кабель, но сеть получается более дешевой и удобной в эксплуатации. На больших расстояниях оптическое волокно обладает гораздо более широкой полосой пропускания, чем коаксиал, а стоимость сети получается ненамного выше, особенно если учесть высокие затраты на поиск и устранение неисправностей в крупной кабельной коаксиальной системе. Отказ от коаксиального кабеля привел к тому, что сети Fast Ethernet всегда имеют иерархическую древовидную структуру, построенную на концентраторах, как и сети 10Base-T/10Base-F. Основным отличием конфигураций сетей Fast Ethernet является сокращение диаметра сети примерно до 200 м, что объясняется уменьшением времени передачи кадра минимальной длины в 10 раз за счет увеличения скорости передачи в 10 раз по сравнению с 10-мегабитным Ethernet.

Тем не менее, это обстоятельство не очень препятствует построению крупных сетей на технологии Fast Ethernet. Дело в том, что середина 90-х годов отмечена не только широким распространением недорогих высокоскоростных технологий, но и бурным развитием локальных сетей на основе коммутаторов. При использовании коммутаторов протокол Fast Ethernet может работать в полнодуплексном режиме, в котором нет ограничений на общую длину сети, а остаются только ограничения на длину физических сегментов, соединяющих соседние устройства (100 метров между сетевым адаптером и коммутатором и 5 метров между коммутаторами). Поэтому при создании магистралей локальных сетей большой протяженности технология Fast Ethernet также активно применяется, но только в полнодуплексном варианте, совместно с коммутаторами.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Источник