e-gradiva						SERŠ Maribor		O projektu	Besednjak
Osnove |  Skladi |  Topologije |  Mediji |  Pristopne |  LAN |  Omrežni |  Transportni |  Povezovanje |  Varnost |  Storitve |  Varnost |  Sistemi |  Strežniki

Ethernet

Ethernet

Ethernet

FDDI

Tokenring

Appletalk

Obnavljalnik

Povezovanje

Most

Most

Stikalo

Ethernet

Ethernet je najpopularnejši protokol za lokalna omrežja. Ta industrijski standard so prevzeli mnogi proizvajalci omrežne strojne opreme. Danes mnogi problemi, ki bi lahko nastali zaradi nezdružljivosti strojne opreme različnih proizvajalcev, pri ethernetu praktično ne obstajajo. Danes omrežja ethernet delujejo s hitrostmi 10, 100 in 1.000 Mb/s (1 Gb/s), kar omogoča uporabo od domačih in malih poslovnih omrežij do visoko zmogljivih omrežnih hrbtenic.

Izvor etherneta

V poznih šestdesetih letih 20. stoletja je Havajska univerza razvila WAN, ki ga je poimenovala ALOHA. WAN predstavlja prostorsko razširitev tehnologije LAN. Površina ozemlja univerze je velika, imajo pa dosti razpršenih računalnikov, ki so jih želeli med seboj povezati. Ena ključnih lastnosti tega omrežja, ki so ga ustvarili, je bila uporaba pristopne metode CSMA/CD.

Risba Roberta Metcalfa

To omrežje je bilo osnova za današnji ethernet. V Xeroxovem raziskovalnem centru Palo Alto Research Centre (PARC) sta si leta 1972 Robert Metcalfe in David Boggs izmislila način za skupno uporabo tiskalnikov preko omrežnega medija. Leta 1975 sta predstavila izdelek – ethernet. Prvotna različica etherneta je imela hitrost prenosa 2,94 Mb/s, omogočala je povezavo preko 100 računalnikov s kablom dolžine do en kilometer.

Xerox ethernet je bil tako uspešen, da so Xerox, Intel Corporation in Digital Equipment Corporation izdelali standard za 10 Mb/s Eternet. Ta standard je znan kot DIX ethernet, debeli ethernet, Thicknet ali 10Base5. Danes je ta specifikacija samo ena izmed metod za povezavo računalnikov in datotečnih sistemov med seboj in skupno rabo medija.

Standardizacija etherneta

Omrežje ethernet potrebuje pravilno zaključitev

Leta 1978 je Mednarodna organizacija za standardizacijo (angl. International Organization of Standardization, ISO) objavila skupino standardov za povezovanje različnih naprav. Ta skupina standardov je poznana kot referenčni model OSI (angl. Open Systems Interconnection). Specifikacija etherneta ima iste funkcije kot fizični sloj in sloj podatkovne povezave OSI modela. Pravila določajo način povezovanja strojne opreme in pretok informacij v strojni opremi računalnika. V osemdesetih letih je IEEE je objavila projekt 802. Ta projekt določa standarde za projektiranje in združljivost strojnih komponent, ki delujejo na fizičnem sloju in sloju podatkovne povezave OSI modela. Standard IEEE Projekt 802, ki se nanaša na ethernet, je specifikacija 802.3. V letu 1995 je IEEE sprejela standard 802.3u, ki vključuje 100 Mb/s Fast ethernet, 802.3ab pa opisuje 1000 Mb/s Gigabit ethernet.

Standard IEEE 802.3 se nekoliko razlikuje od standarda DIX ethernet. Standard IEEE vsebuje dodatna pravila za fizični sloj, obstaja pa tudi majhna razlika v zgradbi okvirja. Danes se pod pojmom ethernet v resnici misli na standard IEEE 802.3, za razliko od izvornega etherneta pa se ga poimenuje kot ethernet II. V resnici je od prvotnega etherneta do danes ostala samo zgradba paketa, ki vsebuje polje Ethertype, ki služi protokolom na omrežnem sloju.

Lastnosti etherneta

Fizični sloj

Standardi fizičnega sloja standarda ethernet opisujejo tipe kablov, iz katerih se lahko zgradi omrežje, določa topologijo, največjo dolžino kabelskega segmenta in število obnavljalnikov, ki se jih lahko uporabi. Pomembno je upoštevati standarde, saj je mehanizem CSMA/CD občutljiv na presluh in atenuacijo.

oznaka	kabel	topologija	hitrost	segment
10Base5	RG8 koaksialni	vodilo	10 Mb/s	500 metrov
10Base2	RG58 koaksialni	vodilo	10 Mb/s	185 metrov
10BaseT	kategorija 3 UTP	zvezda	10 Mb/s	100 metrov
FOIRL	62,5/125 mnogorodovno optično vlakno	zvezda	10 Mb/s	1.000 metrov
10BaseFL	62,5/125 mnogorodovno optično vlakno	zvezda	10 Mb/s	2.000 metrov
10BaseFB	62,5/125 mnogorodovno optično vlakno	zvezda	10 Mb/s	2.000 metrov
10BaseFP	62,5/125 mnogorodovno optično vlakno	zvezda	10 Mb/s	500 metrov
100BaseTX	kategorija 5 UTP	zvezda	100 Mb/s	100 metrov
100BaseT4	kategorija 3 UTP	zvezda	100 Mb/s	100 metrov
100BaseFX	62,5/125 mnogorodovno optično vlakno	zvezda	100 Mb/s	412 metrov
1000BaseLX	9/125 enorodovno optično vlakno	zvezda	1.000 Mb/s	5.000 metrov
1000BaseLX	50/125 ali 62,5/ 125 mnogorodovno optično vlakno	zvezda	1.000 Mb/s	550 metrov
1000BaseSX	50/125 mnogorodovno optično vlakno (400 MHz)	zvezda	1.000 Mb/s	500 metrov
1000BaseSX	50/125 mnogorodovno optično vlakno (500 MHz)	zvezda	1.000 Mb/s	550 metrov
1000BaseSX	62,5/125 mnogorodovno optično vlakno (160 MHz)	zvezda	1.000 Mb/s	220 metrov
1000BaseSX	62,5/125 mnogorodovno optično vlakno (200 MHz)	zvezda	1.000 Mb/s	275 metrov
1000BaseLH	9/125 enorodovno optično vlakno	zvezda	1.000 Mb/s	10 km
1000BaseZX	9/125 enorodovno optično vlakno	zvezda	1.000 Mb/s	100 km
1000BaseCX	150–ohm oklopljeni bakreni kabel	zvezda	1.000 Mb/s	25 metrov
1000BaseT	kategorija 5 (ali 5E) UTP	zvezda	1.000 Mb/s	100 metrov
10GBaseLR	enorodovno optično vlakno (1310nm)	zvezda	10 Gb/s	10 kilometrov
10GBaseSR	50/125 ali 62,5/125 mnogorodovno optično vlakno	zvezda	10 Gb/s	26-300 metrov
10GBaseER	enorodovno optično vlakno (1550nm)	zvezda	10 Gb/s	40 kilometrov
10GBaseCX4	koaksialna parica	zvezda	10 Gb/s	20 metrov
10GBaseT	kategorija 5 UTP	zvezda	10 Gb/s	20 metrov
10GBaseT	kategorija 6 UTP	zvezda	10 Gb/s	50 metrov
10GBaseT	kategorija 7 STP	zvezda	10 Gb/s	100 metrov

Koaksialni ethernet

Dolžina segmenta je vsota dolžin vseh kablov

Standarda, ki uporabljata koaksialne kable sta 10Base5 in10Base2. Sta edina, ki uporabljata fizično topologijo vodila. Maksimalna dolžina segmenta je vsta dolžin vseh kablov, ki se nahajajo med dvema zaključnima členoma. Danes se koaksialni ethernet več ne uporablja, razen v starejših omrežjih, predvsem zaradi standardov, ki ne podpirajo hitrosti nad 10 Mb/s.

UTP ethernet

Uporaba UTP etherneta

Vse ostale fizične topologije etherneta uporabljajo topologijo zvezde, pri kateri vsak segment povezuje računalnik z zvezdiščem. Najpopularnejši kabel v današnjem ethernetu je neoklopljena parica (UTP). Omogoča povezavo s hitrostmi 10 Mb/s, 100 Mb/s in 1000 Mb/s. 10BaseT uporablja samo dve parici, eno za sprejem in eno za oddajo.

Hitri ethernet (IEEE 802.3u) opisuje dve specifikaciji, ki prav tako dovoljujeta največjo dolžino segmenta 100 metrov. 100BaseTX zahteva kable kategorije 5, ki imajo boljši prenos signalov. 100BaseT4 pa omogoča nadgradnjo omrežja s kabli kategorije 3. 100BaseT4 uporablja vse štiri parice.

Večina standardov za Gigabit ethernet predpisuje optične kable, toda obstaja tudi možnost uporabe UTP po standardu IEEE 802.3ab. Standard 1000BaseT opisuje možnost nadgradnje obstoječega omrežja s kabli kategorije 5 (še bolje je, če so kabli po novih, strožjih, kriterijih pogosto označenih kot 5E). 1000BaseT doseže večje hitrosti z uporabo vseh štirih paric in uporabo pulzno aplitudne modulacije PAM–5.

Ethernet po optičnih vlaknih

Že zelo zgodaj se je pojavila možnost uporabe optičnih vlaken v ethernetu. Pravila Fiber Optic Inter–Repeater Link (FOIRL) so bila del standarda DIX ethernet in IEEE 802.3 standard je vseboval specifikacije 10BaseFL, 10BaseFB in 10BaseFP, ki so se uporabljali za razširitev različnih vrst omrežj. Nobena izmed teh možnosti ni bila kaj prida uporabljena, saj je hitrost 10 Mb/s za optična vlakna strašno nizka. Konkurenčen standard Fiber Distributed Data Interface (FDDI) je deloval s hitrostjo 100 Mb/s in se je uporabljal za hrbtenice omrežij. Kasneje je ethernet dovoljeval hitrosti 100 Mb/s, vendar je standard 100BaseFX imel omejitev v dolžini segmenta na 412 metrov.

Gigabit ethernet je najnovejši ethernet, ki omogoča hitrost prenosa 1000 Mb/s. Gigabit ethernet omogoča prenos po različnih optičnih kablih in lahko prenaša signale na dolge razdalje. Tako se lahko uporabi tudi za hrbtenice mestnih omrežij.

100BaseX ethernet

Ta standard, včasih imenovan hitri ethernet, je razširitev standardnega etherneta. Uporablja kable UTP kategorije 5 in pristopno metodo CSMA/CD in povezavo v vodilo–zvezda, ki je podoben 10BaseT in ima kable povezane na zvezdišče.

Specifikacija medijev

100BaseX uporablja tri vrste medijev:

• 100BaseT4 (4-parice kategorije 3, 4, ali 5, UTP),
• 100BaseTX (2-parici kategorije 5, UTP ali STP),
• 100BaseFX (optični kabel z dvema vlaknoma).

Ti mediji so opisani v spodnji tabeli:

Vrednost	Opis	Konkreten pomen
100	prenosna hitrost	100 Mb/s – 100 Mb/s
Base	vrsta signala	osnovni pas
T4	vrsta kabla	4 prepletene parice
TX	vrsta kabla	2 prepleteni parici
FX	vrsta kabla	optični kabel z dvemi vlakni

Kaj je 100VG–AnyLAN

100VG (Voice Grade) AnyLAN je omrežna tehnologija, ki združuje elemente arhitektur Ethernet in token ring. Originalno je bila razvita pri Hewlett–Packard in ATT&T na začetku 1990. Nato je bila izboljšana in priznana pri odboru IEEE kot 802.12. Specifikacija 802.12 je standard za oddajanje paketov ethernetove zgradbe 802.3 in paketov token ring 802.5.

Pri uporabi kablov kategorije 3 je dolžina segmenta 100 metrov, pri uporabi kabla kategorije 5 pa 200 metrov. Protokol uporablja vse štiri parice. Od etherneta se razlikuje v možnosti prioritete paketov, paket se lahko pošlje v omrežje kadarkoli, nato pa razdelilnik določi, kdaj ga bo poslal dalje. 100VG AnyLAN se ni nikdar uveljavil in danes je le malo omrežij te vrste.

Zaključek

V Xerox PARC so razvili omrežje ethernet. Ethernet je najpopularnejši protokol za lokalna omrežja. Uporablja pristopno metodo CSMA/CD. Ethernet lahko uporablja razne omrežne medije in deluje s hitrostjo do 1000 Mb/s. V specifikaciji IEEE 802 ga lahko najdete pod točko 802.3