Ethernet heeft zich decennialang bewezen als een relatief goedkope, redelijk snelle en zeer populaire LAN-technologie (Local Area Network).
De geschiedenis van Ethernet
Ingenieurs Bob Metcalfe en DR Boggs ontwikkelden Ethernet vanaf 1972. Industriestandaarden op basis van hun werk werden in 1980 vastgesteld onder de IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.3-set met specificaties. Ethernetspecificaties definiëren low-level datatransmissieprotocollen en de technische details die fabrikanten moeten weten om Ethernet-producten zoals kaarten en kabels te bouwen. Ethernet-technologie is in de jaren daarna geëvolueerd en volwassen geworden. Tegenwoordig kan de consument vertrouwen op kant-en-klare Ethernet-producten om te werken zoals ontworpen en om met elkaar samen te werken.
Ethernet-technologie
Traditioneel Ethernet ondersteunt gegevensoverdracht met een snelheid van 10 megabits per seconde (Mbps). Naarmate de prestatiebehoeften van netwerken in de loop van de tijd toenamen, creëerde de industrie aanvullende Ethernet-specificaties voor Fast Ethernet en Gigabit Ethernet. Fast Ethernet breidt traditionele Ethernet-prestaties uit tot 100 Mbps en Gigabit Ethernet tot 1.000 Mbps. Hoewel ze niet beschikbaar zijn voor de gemiddelde consument, voedt 10 Gigabit Ethernet (10.000 Mbps) nu de netwerken van sommige bedrijven, datacenters en Internet2-entiteiten. Over het algemeen beperken de kosten echter de wijdverbreide acceptatie ervan. Ethernet-kabels zijn eveneens vervaardigd volgens een van de verschillende standaardspecificaties. De meest populaire Ethernet-kabel in gebruik, categorie 5 (CAT5-kabel) ondersteunt zowel traditioneel als Fast Ethernet. Categorie 5e (CAT5e) en CAT6 kabels ondersteunen Gigabit Ethernet. Om een Ethernet-kabel op een computer (of andere netwerkapparaten) aan te sluiten, sluit u een kabel aan op de Ethernet-poort van het apparaat. Sommige apparaten zonder Ethernet-ondersteuning kunnen Ethernet-verbindingen ondersteunen met dongles zoals USB-naar-Ethernet-adapters. Ethernet-kabels gebruiken connectoren die eruitzien als de RJ-45-connector die wordt gebruikt bij traditionele telefoons.
Soorten Ethernet
Vaak aangeduid als Thicknet, was 10Base5 de eerste incarnatie van Ethernet-technologie. De industrie gebruikte Thicknet in de jaren 80 totdat 10Base2 Thinnet verscheen. In vergelijking met Thicknet biedt Thinnet het voordeel van dunnere (5 millimeter vs. 10 millimeter) en flexibelere bekabeling, waardoor het gemakkelijker wordt om kantoorgebouwen voor Ethernet te bedraden. De meest voorkomende vorm van traditioneel Ethernet is echter 10Base-T. Het biedt betere elektrische eigenschappen dan Thicknet of Thinnet omdat 10Base-T-kabels gebruik maken van unshielded twisted pair (UTP) bedrading in plaats van coaxiaal. 10Base-T is ook kosteneffectiever dan alternatieven zoals glasvezelbekabeling. Er bestaan andere minder bekende Ethernet-standaarden, waaronder 10Base-FL, 10Base-FB en 10Base-FP voor glasvezelnetwerken en 10Broad36 voor breedbandbekabeling (kabeltelevisie). Fast en Gigabit Ethernet hebben alle bovengenoemde traditionele vormen, inclusief 10Base-T, overbodig gemaakt.
Meer over Fast Ethernet
Halverwege de jaren negentig ontwikkelde de Fast Ethernet-technologie zich en voldeed aan de ontwerpdoelstellingen om de prestaties van traditioneel Ethernet te verbeteren, terwijl de noodzaak werd vermeden om bestaande Ethernet-netwerken volledig opnieuw te bekabelen. Fast Ethernet is er in twee grote varianten:
- 100Base-T (met niet-afgeschermde twisted pair-kabel)
- 100Base-FX (met glasvezelkabel)
De meest populaire is 100Base-T, een standaard die 100Base-TX (Categorie 5 UTP), 100Base-T2 (Categorie 3 of beter UTP) en 100Base-T4 (100Base-T2 bekabeling aangepast met twee extra draadparen) omvat.
Meer over Gigabit Ethernet
Terwijl Fast Ethernet het traditionele Ethernet verbeterde van 10 Megabit naar 100 Megabit, verbetert Gigabit Ethernet Fast Ethernet door snelheden van 1.000 Megabits (1 Gigabit) te bieden. Gigabit Ethernet werd voor het eerst gemaakt om over optische en koperen bekabeling te reizen, maar de 1000Base-T-standaard ondersteunt dit ook. 1000Base-T gebruikt Categorie 5-kabels die vergelijkbaar zijn met 100 Mbps Ethernet, hoewel het bereiken van gigabit-snelheid het gebruik van extra draadparen vereist.
Ethernet-topologieën en -protocollen
Traditioneel Ethernet maakt gebruik van een bustopologie, wat betekent dat alle apparaten of hosts op het netwerk dezelfde gedeelde communicatielijn gebruiken. Elk apparaat heeft een Ethernet-adres, ook wel MAC-adres genoemd. Verzendende apparaten gebruiken Ethernet-adressen om de beoogde ontvangers van berichten te specificeren. Gegevens die via Ethernet worden verzonden, bestaan in de vorm van frames. Een Ethernet-frame bevat een koptekst, een gegevenssectie en een voettekst met een gecombineerde lengte van niet meer dan 1.518 bytes. De Ethernet-header bevat de adressen van zowel de beoogde ontvanger als de afzender. Gegevens die via Ethernet worden verzonden, worden automatisch verzonden naar alle apparaten op het netwerk. Door het Ethernet-adres te vergelijken met het adres in de frameheader, test elk Ethernet-apparaat elk frame om te bepalen of het ervoor bedoeld was en leest of verwijdert het het frame waar nodig. Netwerkadapters nemen deze functie op in hun hardware. Apparaten die op een Ethernet-netwerk willen zenden, voeren eerst een voorlopige controle uit om te bepalen of het medium beschikbaar is of dat er een overdracht plaatsvindt. Als Ethernet beschikbaar is, verzendt het verzendende apparaat op de draad. Het is echter mogelijk dat twee apparaten deze test ongeveer tegelijkertijd uitvoeren en beide tegelijkertijd zenden. Door het ontwerp, als prestatieafweging, verhindert de Ethernet-standaard niet meerdere gelijktijdige transmissies. Deze zogenaamde botsingen, wanneer ze zich voordoen, zorgen ervoor dat beide verzendingen mislukken en vereisen dat beide verzendende apparaten opnieuw verzenden. Ethernet gebruikt een algoritme dat is gebaseerd op willekeurige vertragingstijden om de juiste wachttijd tussen hertransmissies te bepalen. De netwerkadapter implementeert dit algoritme ook. In traditioneel Ethernet staat dit protocol voor het uitzenden, luisteren en detecteren van botsingen bekend als CSMA/CD (carrier sense multiple access/collision detection). Sommige nieuwere vormen van Ethernet gebruiken geen CSMA/CD. In plaats daarvan gebruiken ze het full-duplex Ethernet-protocol, dat point-to-point gelijktijdig verzenden en ontvangen ondersteunt zonder te luisteren.
Meer over Ethernet-apparaten
Ethernet-kabels zijn beperkt in hun bereik en die afstanden (tot 100 meter) zijn onvoldoende om middelgrote en grote netwerkinstallaties af te dekken. Met een repeater in Ethernet-netwerken kunnen meerdere kabels worden samengevoegd en grotere afstanden worden overbrugd. Een bridge-apparaat kan een Ethernet verbinden met een ander netwerk van een ander type, zoals een draadloos netwerk. Een populair type repeaterapparaat is een Ethernet-hub. Andere apparaten die soms met hubs worden verward, zijn switches en routers. Ethernet-netwerkadapters bestaan ook in meerdere vormen. Computers en gameconsoles zijn voorzien van ingebouwde Ethernet-adapters. USB-naar-Ethernet-adapters en draadloze Ethernet-adapters kunnen ook worden geconfigureerd om met veel apparaten te werken.
Samenvatting
Ethernet is een van de belangrijkste technologieën van internet. Ondanks zijn leeftijd blijft Ethernet veel van ’s werelds lokale netwerken van stroom voorzien en wordt het voortdurend verbeterd om te voldoen aan de toekomstige behoeften aan hoogwaardige netwerken.