במשך עשרות שנים, אתרנט הוכיח את עצמו כטכנולוגיית LAN (רשת מקומית) זולה יחסית, מהירה למדי ופופולרית מאוד.
ההיסטוריה של Ethernet
מהנדסים בוב מטקאלף ו-D. R. Boggs פיתחה את אתרנט החל משנת 1972. תקני תעשייה המבוססים על עבודתם הוקמו בשנת 1980 תחת מערך המפרטים של IEEE (המכון למהנדסי חשמל ואלקטרוניקה) 802.3. מפרטי Ethernet מגדירים פרוטוקולי העברת נתונים ברמה נמוכה ואת הפרטים הטכניים שעל יצרנים לדעת כדי לבנות מוצרי Ethernet כגון כרטיסים וכבלים.
טכנולוגיית Ethernet התפתחה והתבגרה בשנים שחלפו מאז. כיום, הצרכן יכול לסמוך על מוצרי אתרנט מהמדף שיעבדו כמתוכנן ויעבדו אחד עם השני.
Ethernet Technology
אתרנט מסורתי תומך בהעברות נתונים בקצב של 10 מגה-ביט לשנייה (Mbps). ככל שצורכי הביצועים של רשתות גדלו עם הזמן, התעשייה יצרה מפרטי Ethernet נוספים עבור Fast Ethernet ו-Gigabit Ethernet.
Fast Ethernet מרחיב את ביצועי ה-Ethernet המסורתיים עד ל-100 Mbps, ו-Gigabit Ethernet, עד 1,000 Mbps. למרות שהם אינם זמינים לצרכן הממוצע, 10 Gigabit Ethernet (10,000 Mbps) מפעיל כעת את הרשתות של כמה עסקים, מרכזי נתונים וישויות Internet2. עם זאת, בדרך כלל, ההוצאה מגבילה את השימוש הנרחב שלה.
כבלי Ethernet מיוצרים גם הם לפי כל אחד ממספר מפרטים סטנדרטיים. כבל ה-Ethernet הפופולרי ביותר בשימוש, קטגוריה 5 (כבל CAT5) תומך ב-Ethernet מסורתי וגם מהיר. כבלי קטגוריה 5e (CAT5e) ו-CAT6 תומכים ב-Gigabit Ethernet.
כדי לחבר כבל Ethernet למחשב (או התקני רשת אחרים), חבר כבל ליציאת Ethernet של המכשיר.התקנים מסוימים ללא תמיכה ב-Ethernet יכולים לתמוך בחיבורי Ethernet באמצעות דונגלים כגון מתאמי USB ל-Ethernet. כבלי Ethernet משתמשים במחברים שנראים כמו מחבר RJ-45 המשמש בטלפונים מסורתיים.
במודל OSI (Open Systems Interconnection), טכנולוגיית ה-Ethernet פועלת בשכבות הקישור הפיזיות והנתונים - שכבה אחת ושתי, בהתאמה. Ethernet תומך בכל הפרוטוקולים הפופולריים ברשת וברמה גבוהה יותר, בעיקר TCP/IP.
סוגי Ethernet
המכונה לעתים קרובות Thicknet, 10Base5 היה הגלגול הראשון של טכנולוגיית Ethernet. התעשייה השתמשה ב-Thicknet בשנות ה-80 עד להופעת 10Base2 Thinnet. בהשוואה ל-Thicknet, Thinnet מציעה את היתרון של כבלים דקים יותר (5 מילימטר לעומת 10 מילימטר) וגמישים יותר, מה שמקל על חוט בנייני משרדים עבור Ethernet.
עם זאת, הצורה הנפוצה ביותר של Ethernet מסורתית היא 10Base-T.הוא מציע תכונות חשמליות טובות יותר מאשר Thicknet או Thinnet מכיוון שכבלי 10Base-T משתמשים בחיווט זוג מעוות לא מסוכך (UTP) ולא קואקסיאלי. 10Base-T הוא גם חסכוני יותר מאלטרנטיבות כמו כבלים בסיבים אופטיים.
קיימים תקני Ethernet אחרים פחות מוכרים, כולל 10Base-FL, 10Base-FB ו-10Base-FP עבור רשתות סיבים אופטיים ו-10Broad36 עבור כבלים בפס רחב (טלוויזיה בכבלים). Fast ו-Gigabit Ethernet הפכו את כל הצורות המסורתיות לעיל, כולל 10Base-T, למיושנות.
עוד על Fast Ethernet
באמצע שנות ה-90, טכנולוגיית Fast Ethernet הבשילה ועמדה ביעדי התכנון שלה להגדיל את הביצועים של Ethernet מסורתי תוך הימנעות מהצורך בכבלים מחדש לחלוטין של רשתות Ethernet קיימות.
Fast Ethernet מגיע בשני סוגים עיקריים:
- 100Base-T (באמצעות כבל זוג מעוות לא מסוכך)
- 100Base-FX (באמצעות כבל סיבים אופטיים)
הפופולרי ביותר הוא 100Base-T, תקן הכולל 100Base-TX (קטגוריה 5 UTP), 100Base-T2 (קטגוריה 3 ומעלה UTP), ו-100Base-T4 (כבלים 100Base-T2 ששונו כך שיכללו שניים זוגות חוטים נוספים).
שורה התחתונה
בעוד ש-Ethernet Fast שיפר את ה-Ethernet המסורתי ממהירות 10 מגה-ביט ל-100 מגה-ביט, Gigabit Ethernet משפר את ה-Ethernet המהיר על-ידי הצעת מהירויות של 1,000 מגה-ביט (1 גיגה-ביט). Gigabit Ethernet נוצר לראשונה כדי לעבור דרך כבלים אופטיים ונחושת, אך תקן 1000Base-T תומך בו גם כן. 1000Base-T משתמש בכבלים מקטגוריה 5 בדומה ל-Ethernet של 100 Mbps, אם כי השגת מהירות גיגה-ביט דורשת שימוש בזוגות חוטים נוספים.
טופולוגיות ופרוטוקולים של Ethernet
Ethernet מסורתית משתמשת בטופולוגיית אוטובוס, כלומר כל המכשירים או המארחים ברשת משתמשים באותו קו תקשורת משותף. לכל מכשיר יש כתובת אתרנט, הידועה גם ככתובת MAC.התקנים שולחים משתמשים בכתובות Ethernet כדי לציין את הנמענים המיועדים של הודעות.
הנתונים הנשלחים דרך Ethernet קיימים בצורה של מסגרות. מסגרת Ethernet מכילה כותרת עליונה, קטע נתונים וכותרת תחתונה באורך משולב של לא יותר מ-1,518 בתים. כותרת ה-Ethernet מכילה את הכתובות של הנמען המיועד וגם של השולח.
נתונים הנשלחים דרך ה-Ethernet משודרים אוטומטית לכל המכשירים ברשת. על ידי השוואת כתובת האתרנט אל מול הכתובת בכותרת המסגרת, כל התקן אתרנט בודק כל פריים כדי לקבוע אם הוא נועד עבורו וקורא או משליך את המסגרת בהתאם. מתאמי רשת משלבים פונקציה זו בחומרה שלהם.
מכשירים שרוצים לשדר ברשת Ethernet מבצעים תחילה בדיקה מקדימה כדי לקבוע אם המדיום זמין או אם מתבצעת שידור. אם ה-Ethernet זמין, ההתקן השולח משדר אל החוט.עם זאת, ייתכן ששני מכשירים יבצעו בדיקה זו בערך באותו זמן ושניהם ישדרו בו-זמנית.
לפי התכנון, כחלץ ביצועים, תקן ה-Ethernet אינו מונע שידורים מרובים בו זמנית. מה שנקרא התנגשויות אלו, כאשר הן מתרחשות, גורמות לשתי השידורים להיכשל ומחייבות את שני התקני השליחה לשדר מחדש. אתרנט משתמש באלגוריתם המבוסס על זמני עיכוב אקראיים כדי לקבוע את תקופת ההמתנה המתאימה בין שידורים חוזרים. מתאם הרשת מיישם גם אלגוריתם זה.
ב-Ethernet המסורתי, פרוטוקול זה לשידור, האזנה וזיהוי התנגשויות ידוע כ-CSMA/CD (זיהוי גישה מרובה/התנגשות של הספק). כמה צורות חדשות יותר של Ethernet אינן משתמשות ב-CSMA/CD. במקום זאת, הם משתמשים בפרוטוקול Ethernet דופלקס מלא, התומך בשליחה וקבלה בו-זמנית מנקודה לנקודה ללא צורך בהאזנה.
עוד על התקני Ethernet
כבלי Ethernet מוגבלים בהישג ידם, ומרחקים אלה (קצרים עד 100 מטר) אינם מספיקים לכיסוי התקנות רשת בינוניות וגדולות.רפיטר ברשת Ethernet מאפשר לחבר מספר כבלים ולהרחיב מרחקים גדולים יותר. התקן גשר יכול לחבר Ethernet לרשת אחרת מסוג אחר, כגון רשת אלחוטית. סוג אחד פופולרי של התקן משחזר הוא רכזת Ethernet. מכשירים אחרים שמבלבלים לפעמים עם רכזות הם מתגים ונתבים.
מתאמי רשת Ethernet קיימים גם במספר צורות. מחשבים וקונסולות משחקים כוללים מתאמי Ethernet מובנים. ניתן גם להגדיר מתאמי USB ל-Ethernet ומתאמי Ethernet אלחוטיים כך שיעבדו עם מכשירים רבים.
סיכום
Ethernet היא אחת מהטכנולוגיות המרכזיות של האינטרנט. למרות גילו, ה-Ethernet ממשיך להפעיל רבות מהרשתות המקומיות בעולם ומשתפר ללא הרף כדי לענות על הצרכים העתידיים של רשתות בעלות ביצועים גבוהים.
