Что такое кабель Ethernet и как он ускоряет интернет-соединение?

Стандарт Ethernet широко распространен при организации сетей общего пользования. Часто в качестве сетевых серверов здесь используются специализированные устройства. В большинстве случаев такие устройства предоставляют услугу информационного характера или обеспечивают настройку удаленной аппаратуры и ее контроль. Удаленное управление с компьютера используется через Ethernet-подключение хоть и часто, но с оговорками, – поскольку Ethernet это сеть с ненормированными трафиком, задержками и надежностью. Если же говорить об обмене в реальном времени, то он не возможен в сетях общего пользования, и для него необходимо непосредственное подключение устройства и компьютера точка-точка.

В последнее время технологам Ethernet удалось достичь неплохих результатов для передачи потокового видео и звука, реализовать потоковую телефонию (VoIP) и многое другое, что ранее казалось не решаемым. Специалисты АО «ИнСис» также попытались приспособить Ethernet под свои задачи непрерывной передачи от систем сбора данных. Начиная с 2007 года решения Ethernet на скоростях 10, 100 и 1000 Мбит в секунду были осуществлены и предложены заказчикам.

Нельзя сказать, что все в этой области было сделано верно. Не сразу были получены требуемые характеристики. Несомненные успехи были, но в результате этих работ стало очевидным, что Ethernet требует от устройств существенных дополнительных ресурсов, как аппаратных, так и программных (алгоритмических). В новых разработках АО «ИнСис» применяет Ethernet-подключение только в решениях, использующих процессоры ARM с операционной системой Linux, где нет дефицита памяти и уже имеются в наличии хорошо отлаженные драйвера.

Ethernet (10/100)

Освоение Ethernet началось в 2007 году c появления вспомогательного модуля CCPU20 в варианте Ethernet 10BASE-T/100BASE-T. Этот модуль устанавливается в настоящее время на модули (ADM):

• ADP101E1 с процессором ADSP-TS101 (Analog Devices)
• AMB3UV4 с двумя ПЛИС Virtex4

Решение позволяло передавать на компьютер данные по протоколу TCP со скоростью в среднем 2 Мбайта/с (Ethernet 100BASE-T). Могло быть использовано только одно соединение TCP (один поток).

Ethernet (10/100/1000)

Переход к Гигабитным скоростям охарактеризовался разработкой вспомогательного модуля CCP1G. Первоначально в нем был поддержан только алгоритм , обеспечивающий одно потоковое соединение TCP. Потребность к увеличению гарантированной скорости была удовлетворена с переходом на протокол UDP, что в свою очередь не позволило решить всех вопросов надежности передачи. В 2013 году, наконец, произошел перелом: была разработана версия встраиваемого программного обеспечения и применена такая архитектура, которая обеспечивала надежную передачу в одном или двух потоках по протоколам TCP с общим трафиком 45 Мбайт/c.

Этот тип соединения в настоящий момент поддерживается двумя вспомогательными модулями CCP1G и CCP3G (V2.0), обеспечивающими подключение через разъем RJ-45 и обмен по медным парам проводов категории 3 в режимах 10BASE-T, 100BASE-T и 1000BASE-T. Модули CCP используются совместно со следующим поддерживающими модулями ADM:

• ADP101E1 с процессором ADSP-TS101 (Analog Devices)
• AMB3UV4 с двумя ПЛИС Virtex4

Специалисты АО «ИнСис» при разработке программного обеспечения для указанных модулей столкнулись с рядом не очевидных трудностей аппаратного характера. Так не удалось получить надежной работы, как это ни странно, на скоростях 10 и 100 Мбит в секунду. В то же время, эксплуатация соединений в режиме 1000BASE-T показала отличные характеристики.

Ethernet (1000Base-LX/SX/X)

Наряду с бюджетным подключением к Ethernet при помощи витой медной пары через разъем RJ45, в АО «ИнСис» разработан целый ряд изделий с использованием подключений через SFP-модули для оптоволоконной передачи. Существуют SFP-модули для одномодовых волоконных кабелей, многомодовых волоконных кабелей и Ethernet-кабеля с медными парами категории 3 и выше.

К таким изделиям относятся самостоятельные решения с поддерживающими платами ADM:

• AMB3UV4 с двумя ПЛИС Virtex4

А также вспомогательные модули CCP2G (2xSFP), CCP3G (версий 1.0 и 2.0) в соответствующем исполнении, используемых в паре выносными модулями ADM:

• ADP101E1 с процессором ADSP-TS101 (Analog Devices)
• AMB3UV4 с двумя ПЛИС Virtex4

Передача данных через Ethernet на высоких скоростях, начиная от 1 Мбайта в секунду и выше, сопряжена с еще одной трудностью, не учитываемой в изделиях АО «ИнСис». Она связанна с особенностями самого Ethernet. Для каждого соединения TCP требуется буферизация в приемнике и передатчике в количестве достаточном, чтобы замирания пакетов не приводили к переполнениям и разрывам данных. Такие замирания могут быть до нескольких секунд в общей сети и нескольких десятков или сотен миллисекунд при подключении точка-точка. К сожалению АО «ИнСис» обеспечивает свои изделия только ограниченной памятью, которой достаточно для буферизации в течении нескольких миллисекунд (десятка миллисекунд). Более точное значение может быть получено в расчетах, учитывающих скорость обмена и наличия буферной памяти в конкретной реализации и задаче.

Дополнительно

АО «ИнСис» использует подключение Ethernet в некоторых изделиях с процессорами общего назначения ARM или ПЦОС. Эти интерфейсы поддерживаются программно операционной системой Linux или библиотеками производителей микросхем и могут быть применены пользователями модулей в создаваемых ими программах самостоятельно. Ethernet внедрен для этих целей в следующие изделия АО «ИнСис»:

• FM403С – Процессоры Integra ARM + DSP TMS320DM8168
• FM404V – ПЛИС Virtex4
• FM408C – Процессор TMS320C6678

Содержание

Порт Ethernet (он же разъем или разъем ) – это отверстие в компьютерном сетевом оборудовании, к которому подключаются кабели Ethernet. Их целью является подключение оборудования проводной сети в локальную сеть Ethernet, городскую сеть (MAN) или глобальную сеть (WAN).

Вы можете увидеть соединение Ethernet на задней панели компьютера или на задней или боковой панели ноутбука. Маршрутизатор обычно имеет несколько портов Ethernet для размещения нескольких проводных устройств в сети. То же самое верно для другого сетевого оборудования, такого как концентраторы и модемы.

Порт Ethernet принимает кабель с разъемом RJ-45. Альтернативой использованию такого кабеля с портом Ethernet является Wi-Fi, что исключает необходимость использования как кабеля, так и его порта.

Ethernet произносится с длинным «е», как слово есть . Порты Ethernet также имеют другие названия, такие как порты LAN, соединения Ethernet, гнезда Ethernet, разъемы LAN и сетевые порты.

1:01

Порт Ethernet немного шире, чем телефонный разъем. Из-за этой формы невозможно аккуратно вставить кабель Ethernet в телефонную розетку, что немного облегчает подключение кабелей. Вы не можете подключить его не к тому порту.

На первом рисунке ниже показано, как выглядит порт Ethernet. Это квадрат с парой жестких областей внизу.

На рисунке ниже кабель Ethernet собран таким же образом, обычно с зажимом для удержания кабеля в порту Ethernet.

Большинство настольных компьютеров имеют один встроенный порт Ethernet для подключения устройства к проводной сети. Встроенный в компьютер порт Ethernet подключен к его внутреннему сетевому адаптеру Ethernet, который называется платой Ethernet и подключен к материнской плате.

Ноутбуки обычно также имеют порт Ethernet, так что вы можете подключить его к сети, которая не имеет беспроводных возможностей. Заметным исключением является MacBook Air, который не имеет порта Ethernet, но поддерживает подключение ключа Ethernet к своему порту USB.

Если у вас есть проблемы с подключением к Интернету на вашем компьютере, порт Ethernet, вероятно, первое место, которое вы должны посмотреть.

1. Сетевой кабель отключен. Это условие часто приводит к ошибкам типа «Сетевой кабель отключен». Такие сообщения об ошибках могут появиться, особенно если компьютер или ноутбук были недавно перемещены, что может легко выбить кабель из порта Ethernet.

2. Сетевая карта пришла без присмотра. Если вы переместили свой компьютер, в редких случаях карта Ethernet могла выйти из гнезда расширения на материнской плате.

3. Поврежденные или отсутствующие драйверы сетевой карты. Что-то еще, связанное с портом Ethernet, – это сетевой драйвер для сетевой карты, который может устареть, испортиться или отсутствовать. Один из самых простых способов установить сетевой драйвер – это бесплатный инструмент обновления драйверов.

Все популярные широкополосные маршрутизаторы имеют порты Ethernet, обычно несколько из них. При такой настройке несколько проводных компьютеров в сети могут подключаться к Интернету и другим подключенным устройствам в сети.

Порт восходящей линии связи (также называемый порт WAN ) – это специальный разъем Ethernet на маршрутизаторах, которые используются специально для подключения к широкополосному модему. Беспроводные маршрутизаторы включают порт WAN и, как правило, четыре дополнительных порта Ethernet для проводных соединений.

Изображение в конце видео предлагает пример того, как обычно выглядят порты Ethernet маршрутизатора.

Многие другие типы потребительских гаджетов также включают порты Ethernet для домашних сетей, такие как игровые приставки, цифровые видеомагнитофоны и телевизоры.

Другой пример – Google Chromecast, для которого вы можете купить адаптер Ethernet, чтобы вы могли использовать Chromecast без Wi-Fi.

Поделись знанием: Материал из Википедии — свободной энциклопедии Перейти к:навигация, поиск

Ethernet ([ˈiːθəˌnɛt] от англ. ether [ˈiːθə] — «эфир» и англ. network — «сеть, цепь») — семейство технологий пакетной передачи данных для компьютерных сетей.

Стандарты Ethernet определяют проводные соединения и электрические сигналы на физическом уровне, формат кадров и протоколы управления доступом к среде — на канальном уровнемодели OSI. Ethernet в основном описывается стандартами IEEEгруппы 802.3. Ethernet стал самой распространённой технологией ЛВС в середине 1990-х годов, вытеснив такие устаревшие технологии, как ARCNET и Token ring.

Название «Ethernet» (буквально «эфирная сеть» или «среда сети») отражает первоначальный принцип работы этой технологии: всё, передаваемое одним узлом, одновременно принимается всеми остальными (то есть имеется некое сходство с радиовещанием). В настоящее время практически всегда подключение происходит через коммутаторы (switch), так что кадры, отправляемые одним узлом, доходят лишь до адресата (исключение составляют передачи на широковещательный адрес) — это повышает скорость работы и безопасность сети.

История

Технология Ethernet была разработана вместе со многими первыми проектами корпорации Xerox PARC. Общепринято считать, что Ethernet был изобретён 22 мая1973 года, когда Роберт Меткалф (Robert Metcalfe) составил докладную записку для главы PARC о потенциале технологии Ethernet^[2]. Но законное право на технологию Меткалф получил через несколько лет. В 1976 году он и его ассистент Дэвид Боггс (David Boggs) издали брошюру под названием «Ethernet: Distributed Packet-Switching For Local Computer Networks»^[3].

Меткалф ушёл из Xerox в 1979 году и основал компанию 3Com для продвижения компьютеров и локальных вычислительных сетей (ЛВС). Ему удалось убедить DEC, Intel и Xerox работать совместно и разработать стандарт Ethernet (DIX). Впервые этот стандарт был опубликован 30 сентября1980 года. Он начал соперничество с двумя крупными запатентованными технологиями: token ring и ARCNET, — которые вскоре были раздавлены под накатывающимися волнами продукции Ethernet. В процессе борьбы 3Com стала основной компанией в этой отрасли.

Технология

В стандарте первых версий (Ethernet v1.0 и Ethernet v2.0) указано, что в качестве передающей среды используется коаксиальный кабель, в дальнейшем появилась возможность использовать витую пару и оптический кабель.

Преимущества использования витой пары по сравнению с коаксиальным кабелем:

• возможность работы в дуплексном режиме;
• низкая стоимость кабеля витой пары;
• более высокая надёжность сетей: при использовании витой пары сеть строится по топологии «звезда», поэтому обрыв кабеля приводит лишь к нарушению связи между двумя объектами сети, соединёнными этим кабелем (при использовании коаксиального кабеля сеть строится по топологии «общая шина», для которой требуется наличие терминальных резисторов на концах кабеля, поэтому обрыв кабеля приводит к неисправности сегмента сети);
• уменьшен минимально допустимый радиус изгиба кабеля;
• большая помехоустойчивость из-за использования дифференциального сигнала;
• возможность питания по кабелю маломощных узлов, например, IP-телефонов (стандарт Power over Ethernet, PoE);
• гальваническая развязкатрансформаторного типа. В условиях СНГ, где, как правило, отсутствует заземление компьютеров, применение коаксиального кабеля часто приводило к выходу из строя сетевых карт в результате электрического пробоя.

Причиной перехода на оптический кабель была необходимость увеличить длину сегмента без повторителей.

Метод управления доступом (для сети на коаксиальном кабеле) — множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий (CSMA/CD, Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection), скорость передачи данных 10 Мбит/с, размер кадра от 64 до 1518 байт, описаны методы кодирования данных. Режим работы полудуплексный, то есть узел не может одновременно передавать и принимать информацию. Количество узлов в одном разделяемом сегменте сети ограничено предельным значением в 1024 рабочих станции (спецификации физического уровня могут устанавливать более жёсткие ограничения, например, к сегменту тонкого коаксиала может подключаться не более 30 рабочих станций, а к сегменту толстого коаксиала — не более 100). Однако сеть, построенная на одном разделяемом сегменте, становится неэффективной задолго до достижения предельного значения количества узлов, в основном по причине полудуплексного режима работы.

В 1995 году принят стандарт IEEE 802.3u Fast Ethernet со скоростью 100 Мбит/с и появилась возможность работы в режиме полный дуплекс. В 1997 году был принят стандарт IEEE 802.3z Gigabit Ethernet со скоростью 1000 Мбит/с для передачи по оптическому волокну и ещё через два года для передачи по витой паре.

Формат кадра

Существует несколько форматов Ethernet-кадра.

• Первоначальный Version I (больше не применяется).
• Ethernet Version 2 или Ethernet-кадр II, ещё называемый DIX (аббревиатура первых букв фирм-разработчиков DEC, Intel, Xerox) — наиболее распространена и используется по сей день. Часто используется непосредственно протоколом Интернет.

Напишите отзыв о статье «Ethernet»

Примечания

1. ↑Ошибочно называемый RJ-45.
2. ↑[soft.mail.ru/pressrl_page.php?id=51879 Технология Ethernet отмечает 40-летие и совершенствуется]. Mail.Ru. Проверено 25 мая 2013.[www.webcitation.org/6GsAma9IN Архивировано из первоисточника 25 мая 2013].
3. ↑[www.stanford.edu/class/cs240/readings/ethernet.pdf R. M. Metcalfe and D. R. Boggs. Ethernet: Distributed Packet Switching for Local Computer Networks. // ACM Communications, 19(5):395—404, July 1976.] (англ.)
4. ↑[www.nestor.minsk.by/kg/2002/31/kg23105.html MS Office: скрытые возможности]
5. ↑ ¹²³[www.ecmag.com/section/systems/category-6-gigabit-ethernet-standard-approved Category 6 Gigabit Ethernet Standard Approved] January 2002
6. ↑[grouper.ieee.org/groups/802/3/ab/public/nov97/geoff1.pdf How 1000BASE-T Works] // Geoff Thompson, IEEE802.3 Plenary, 13 Nov 1997
7. ↑[www.learn.geekinterview.com/it/networking/what-is-1000base-t-standard.html What is 1000BASE-T Standard], 2008
8. ↑«A Full Duplex Ethernet Specification for 1000 Mbit/s (1000BASE-TX) Operating Over Category 6 Balanced Twisted-Pair Cabling (ANSI/TIA/EIA-854-2001)»
9. ↑[www.pcmag.com/encyclopedia/term/43779/gigabit-ethernet Gigabit Ethernet] // PCMag encyclopedia: «1000Base-TX … requires more expensive Category 6 cabling. It did not catch on as well due to the higher cable cost.»
10. ↑Sanjaya Maniktala, [books.google.ru/books?id=1TSG_9N7NGAC&pg=PA18&dq= «1000BASE‑TX»&hl=en& Power Over Ethernet Interoperability Guide], 2013, ISBN 9780071798266. page 18 «1000Base-TX is now considered a commercial failure and effectively obsolete.»
11. ↑[books.google.ru/books?id=vNWerfC39YoC&pg=PA173 Local Area High Speed Networks] — Sams, 2000, ISBN 9781578701131 — Chapter 9, page 193
12. ↑[www.networkguruz.com/ethernet/varieties-of-ethernet/ Varieties of Ethernet], May 31, 2008  (англ.)
13. ↑[blog.broadcom.com/network-infrastructure/meet-mgbase-t-new-2-55-gbps-ethernet-standard-eases-bottlenecked-enterprise-wireless-networks/ Meet MGBASE-T: New 2.5/5 Gbps Ethernet Standard Eases Bottlenecked Enterprise Wireless Networks] 2014-12-01
14. ↑[www.cnwintech.com/communications/mobilecomputing/wi-fi-crippling-ethernet-standard/ How Wi-Fi Is Crippling the Ethernet Standard], December 26, 2014
15. ↑[www.enterprisenetworkingplanet.com/netsp/why-2.5-and-5-gbps-are-the-next-ethernet-speeds.html Why 2.5 and 5 Gbps are the Next Ethernet Speeds. New NBASE-T Alliance pushes for intermediate 2.5 Gbps and 5 Gbps Ethernet standards.] Oct 30, 2014
16. ↑[www.networkworld.com/article/2840287/cisco-subnet/cisco-others-pushing-2-5g-5g-ethernet.html Cisco, others pushing 2.5G, 5G Ethernet. Companies look to fill gap between 1G and 10G on existing copper]
17. ↑[www.ieee802.org/3/minutes/nov03/1103_CFI_2_5G_report.pdf CFI 2.5G report], IEEE 802
18. ↑[www.3dnews.ru/940099 Принят стандарт IEEE 802.3bz: 5-Гбит/с Ethernet без замены кабелей] — 3dnews, 28.09.2016
19. ↑[www.ixbt.com/news/2016/09/27/ieee-802-3bz-ethernet-2-5-5.html Принята спецификация IEEE 802.3bz — стандартизованы скорости Ethernet 2,5 Гбит/с и 5 Гбит/с] — ixbt, 27 сентября 2016
20. ↑ ¹²Олифер В. Г., Олифер Н. А. Глава 13. Коммутируемые сети Ethernet // Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. — 4-е изд. — СПб.:Питер, 2010. — С. 438. — 4500 экз. — ISBN 978-5-49807-389-7.
21. ↑[www.ieee802.org/3/ba/index.html Стандарты окончательно утверждены в июне 2010 г. под названием IEEE 802.3ba-2010] (21 июня 2010). [www.webcitation.org/61AvUkuk0 Архивировано из первоисточника 24 августа 2011].
22. ↑(англ. Optical Fiber Communication Conference and Exposition; Конференции и выставки, посвященные оптоволоконным коммуникациям). [www.ofcnfoec.org Сайт конференции]
23. ↑[ko.com.ua/node/42926 «На пути к Terabit Ethernet»], Леонид Бараш, журнал Компьютерное обозрение

Ссылки

• [standards.ieee.org/getieee802/802.3.html Стандарт IEEE 802.3 2008]  (англ.)
• [standards.ieee.org/getieee802/download/802.3-2002.pdf Стандарт IEEE 802.3 2002]  (англ.)
• [standards.ieee.org/develop/regauth/ethertype/eth.txt Список кодов Ethertype (поддерживается IEEE)]  (англ.)

К:Википедия:Статьи без источников (тип: не указан)

Используемые источники:

• http://www.insys.ru/ethernet
• https://solutics.ru/internet-i-set/porty-ethernet-prednaznacheny-dlya-kabelej-ethernet-vot-chto-eto-znachit/
• http://wiki-org.ru/wiki/ethernet