اترنت چیست

در این مقاله به بیان اینکه اترنت چیست خواهیم پرداخت. فناوری اترنت قوانینی را ارائه می‌کند که به دستگاه‌های متصل به شبکه اجازه می‌دهد بدون گفتگو با یکدیگر، صحبت کنند. در یک مکالمه شفاهی، زمانی که دو نفر همزمان صحبت می کنند، ممکن است هر کدام در درک حرف دیگری دچار مشکل شوند. این زمانی تشدید می شود که مثلاً 10 نفر همزمان با هم صحبت می کنند. 100 یا 1000 نفر را همزمان تصور کنید.

همین امر در مورد شبکه داده نیز صادق است. اگر دو یا چند دستگاه متصل در یک شبکه مشترک تلاش کنند تا بسته های داده را به طور همزمان ارسال کنند، یک برخورد بسته رخ می دهد.

اترنت برای حل مشکل برخورد بسته ها طراحی شده است.

اترنت معمولاً با دستگاه های متصل در یک شبکه LAN یا WAN سیمی مرتبط است. با استفاده از کابل اترنت سیمی، دستگاه ها به یک سوئیچ اترنت متصل می شوند. اترنت این توانایی را دارد که از کابل‌های سیمی و فیبر استفاده کند و نه تنها داده، بلکه برق را نیز ارائه می‌کند، اکنون تا ۹۰ وات با UPOE+.

به طور رسمی تر، اترنت یک نام رایج برای استاندارد IEEE 802.3 بر اساس پروتکل تشخیص برخورد/دسترسی چندگانه Carrier Sense (CSMA/CD) است. CSMA/CD تعیین می‌کند که چه زمانی باید ارسال شود و در صورت شناسایی برخورد چه اتفاقی می‌افتد. همچنین آدرس‌دهی نقطه پایانی، سرعت انتقال و رسانه را مشخص می‌کند. اترنت از اولین کاربرد خود به طور چشمگیری تکامل یافته است. امروزه این پروتکل عملی برای شبکه های مبتنی بر IP است.

تاریخچه اترنت چیست

مفهوم اترنت ریشه در اواخر دهه 1960 و شبکه Aloha دانشگاه هاوایی دارد. Aloha یک شبکه ارتباطی رادیویی آزمایشی و پیشگام بود که جزایر هاوایی را به یک کامپیوتر با زمان اشتراک گذاری مرکزی در محوطه اصلی دانشگاه در اوآهو متصل می کرد.

این شبکه که برای سادگی طراحی شده است، از این قوانین پیروی می کند:

• وقتی آماده شدید، یک بسته بفرستید و منتظر دریافت تایید باشید.
• اگر تأییدی رخ نداد، در زمان تصادفی دوباره ارسال کنید.

همانطور که استفاده از شبکه افزایش یافت، آشکار شد که برخورد بسته ها ظرفیت شبکه را به شکل طراحی شده به شدت محدود می کند. باب متکالف، دانشجوی جوان علوم کامپیوتر، در حال تحقیق درباره مشکل پایان نامه دکترای خود، راه حلی ابداع کرد. نوآوری او نه تنها دکترای دانشگاه هاروارد را به ارمغان آورد. اما مکانی در تاریخ به عنوان مخترع اترنت. راه حل متکالف: قبل از صحبت گوش دهید.

در سال 1972، Metcalfe اترنت را با اولین سیستم آزمایشی اترنت که در Xerox PARC ایجاد شد، از ایده به ثمر رساند. این شبکه دارای سرعت اولیه 2.94 مگابیت بر ثانیه بود و با استفاده از کابل کواکسیال ارزان قیمت، مین فریم، سرورها و چاپگرهای زیراکس آلتوس را به هم متصل می کرد.

در آن زمان، اترنت با Token Ring، ARCnet، Fiber Distributed Data Interface (FDDI) و سایر پروتکل های اختصاصی رقابت می کرد. به سرعت به تسلط رسید زیرا باز و قابل اعتماد و در عین حال ارزان بود. امروزه از سرعت 1 مگابیت بر ثانیه تا 400 گیگابیت بر ثانیه و بالاتر پشتیبانی می کند.

استاندارد اترنت چه زمانی ایجاد شد

اترنت در سال 1983 به عنوان استاندارد اترنت IEEE 802.3 رسمیت یافت. این یکی از 12 استاندارد خانواده IEEE 802 از استانداردهای LAN بسته با اندازه متغیر است. سرویس‌ها و پروتکل‌های IEEE 802 بر لایه‌های پیوند فیزیکی و داده‌ای یک شبکه تمرکز دارند. در مدل شبکه ای OSI (Open Systems Interconnection)، این لایه ها به ترتیب به عنوان لایه 1 و لایه 2 شناخته می شوند.

بر اساس طرح آدرس دهی مورد استفاده در پیاده سازی های اولیه اترنت، استانداردهای IEEE 802 از آدرس های Media Access Control (MAC) استفاده می کنند که شناسه های منحصر به فردی هستند که معمولاً توسط سازندگان دستگاه به سخت افزار دسترسی نقطه پایانی اختصاص داده می شود. مهم‌ترین بخش یک آدرس MAC سازنده را شناسایی می‌کند، که بقیه آدرس را اختصاص می‌دهد و به طور بالقوه یک آدرس منحصر به فرد ارائه می‌کند. این امکان را برای فریم‌ها فراهم می‌کند که در شبکه‌ای تحویل شوند که فرستنده و گیرنده را از طریق ترکیبی از سوئیچ‌های اترنت به هم متصل می‌کند.

روترها برای انتقال بسته ها بین شبکه ها و استفاده از آدرس های IP به جای آدرس های MAC برای برچسب گذاری نقاط مبدا و مقصد بسته ها استفاده می شوند. با استفاده از ایالات متحده خدمات پستی به عنوان یک قیاس، آدرس های IP مانند کدهای پستی هستند، در حالی که آدرس های MAC مانند آدرس های خیابان یا صندوق های پست هستند.

فریم اترنت چیست

در یک شبکه اترنت، داده ها به بسته هایی تقسیم می شوند و هر بسته با استفاده از الگوریتم CSMA/CD ارسال می شود. تا زمانی که بدون برخورد با بسته دیگری به مقصد برسد. اولین شکاف باز پس از ارسال برای یک بسته تایید رزرو شده است.

هنگام ارسال داده به دستگاه دیگری در شبکه اترنت، لایه فرعی MAC (زیرلایه پیوند داده):

• فریم های سطح بالاتر را در قاب های مناسب برای رسانه انتقال محصور می کند
• یک ترتیب بررسی فریم را برای شناسایی خطاهای انتقال اضافه می کند
• به محض اینکه پروتکل CSMA/CD اجازه دهد، داده ها را به لایه فیزیکی ارسال می کند و در صورت لزوم منتظر می ماند تا از برخورد جلوگیری شود.
• مسئول جبران برخوردها با شروع ارسال مجدد در هنگام تشخیص برخورد (سیگنال gem) است.

هنگام دریافت داده ها از لایه فیزیکی، دنباله چک فریم در بلوک MAC برای اطمینان از یکپارچگی داده ها استفاده می شود. پیش از ارسال داده ها به لایه های بالاتر، مقدمه بسته اترنت فرستنده و padding را حذف می کند.

سوئیچ اترنت فریم را با کپسوله کردن بسته اترنت با یک مقدمه ایجاد می کند که برای همگام سازی فرستنده و گیرنده استفاده می شود و به دنبال آن یک بایت جداکننده فریم شروع 1 octet استفاده می شود.

بسته اترنت شامل داده های محصور شده توسط یک هدر و یک مقدار چک فریم است. هدر MAC آدرس‌های MAC مبدا و مقصد و همچنین یک کد اتر تایپ 2 هشت‌گانه را ارائه می‌کند که نشان‌دهنده IPv4 یا IPv6، رمزگذاری MACsec و غیره است.

پروتکل CSMA/CD چیست

هنگامی که یک فریم آماده است، ایستگاه فرستنده بررسی می کند که آیا کانال بیکار است یا مشغول است. اگر کانال مشغول باشد، ایستگاه منتظر می ماند تا کانال بیکار شود. هنگامی که کانال بیکار است، ایستگاه شروع به ارسال می کند و به طور مداوم کانال را برای تشخیص برخورد کنترل می کند.

بیشتر بدانید: دارک وب چیست

مزایای اترنت چیست

• تشکیل شبکه اترنت هزینه زیادی ندارد. در مقایسه با سایر سیستم های اتصال رایانه، نسبتاً ارزان است.
• شبکه اترنت امنیت بالایی را برای داده ها فراهم می کند زیرا از فایروال ها از نظر امنیت داده ها استفاده می کند.
• همچنین شبکه گیگابیت به کاربران امکان انتقال داده با سرعت 1 تا 100 گیگابیت بر ثانیه را می دهد.
• در این شبکه کیفیت انتقال داده ها حفظ می شود.
• در این شبکه مدیریت و نگهداری آسان تر است.
• آخرین نسخه اترنت گیگابیتی و اترنت بی سیم پتانسیل انتقال داده با سرعت 1 تا 100 گیگابیت بر ثانیه را دارند.

معایب اترنت چیست

• به خدمات قطعی نیاز دارد. بنابراین، برای برنامه های بلادرنگ بهترین در نظر گرفته نمی شود.
• شبکه اترنت سیمی شما را از نظر فواصل محدود می کند و برای استفاده در فواصل کوتاه بهترین است.
• اگر یک شبکه اترنت سیمی ایجاد کنید که به کابل ها، هاب ها، سوئیچ ها، روترها نیاز دارد، هزینه نصب را افزایش می دهند.
• داده ها در یک برنامه تعاملی نیاز به انتقال سریع دارند و همچنین داده ها بسیار کم هستند.
• در شبکه اترنت، هیچ گونه تاییدی پس از پذیرش بسته توسط گیرنده ارسال نمی شود.
• اگر قصد راه اندازی یک شبکه اترنت بی سیم را دارید، اگر تجربه ای در زمینه شبکه ندارید، ممکن است دشوار باشد.
• در مقایسه با شبکه اترنت سیمی، شبکه بی سیم امن تر نیست.
• حالت ارتباط داده تمام دوبلکس توسط نسخه 100Base-T4 پشتیبانی نمی شود.
• علاوه بر این، یافتن یک مشکل در یک شبکه اترنت (در صورت وجود) بسیار دشوار است، زیرا تعیین اینکه کدام نود یا کابل باعث ایجاد مشکل شده است آسان نیست.

بیشتر بدانید: نود شبکه چیست

انواع اترنت چیست

بسته به نیاز شبکه، نوع شبکه های اترنت اعمال شده در ارتباطات نیز متفاوت است. انواع مختلف اتصالات اترنت در زیر ذکر شده است:

• Fast Ethernet: این نوع اترنت برای انتقال داده ها در سراسر شبکه با سرعت 100 مگابیت بر ثانیه از طریق کابل شبکه یا انواع کابل فیبر نوری استفاده می شود. این نوع داده های ارسالی را می توان بدون اعمال پروتکل انجام داد.
• Gigabit ethernet: این نوع اترنت از کابل های نوری و جفت تابیده نیز برای انتقال داده با سرعت 1000 مگابیت بر ثانیه استفاده می کند. این نیز یکی از ترجیح داده شده ترین شبکه های اترنت است.
  
• Switch ethernet: این نوع اترنت دستگاه های شبکه مانند سوئیچ ها یا هاب ها را برای بهبود انتقال شبکه نصب می کند. محدوده انتقال برای این نوع از 1000 مگابیت بر ثانیه تا 10 گیگابیت بر ثانیه است.

در این آموزش در مورد «اترنت چیست؟»، شما در مورد اتصال اترنت و مراحل کاری مربوط به برقراری اتصال آشنا شدید. اترنت مجموعه‌ای از قوانین را به دستگاه‌های شبکه ارائه می‌کند که اساساً می‌گوید: “مطمئن شوید که هیچ کس دیگری قبل از صحبت کردن صحبت نمی‌کند. اگر در حین صحبت کردن صحبت می‌کنید، توقف کنید، گوش کنید و منتظر بمانید تا صحبت به پایان برسد قبل از صحبت کردن. از نو.” شبکه اترنت برای اتصالات شبکه کوچک ترجیح داده می شود و انواع مختلفی از اتصالات اترنت را برای انتقال داده ارائه می دهد که بسته به نیاز شما می تواند انتخاب شود.