مثير للإعجاب

ما هو إيثرنت IEEE 802.3

ما هو إيثرنت IEEE 802.3

يعتبر Ethernet ، IEEE 802.3 ، أحد أكثر المعايير استخدامًا لشبكات الكمبيوتر واتصالات البيانات العامة. يستخدم على نطاق واسع في جميع أشكال شبكات البيانات من الاتصال بمحاور Wi-Fi المنزلية إلى شبكات بيانات الأعمال وشبكات الاتصالات.

تم استخدام معيار Ethernet لسنوات عديدة ، حيث يتم تحديثه باستمرار لتلبية متطلبات التكنولوجيا المتزايدة. ارتفعت سرعات اتصال البيانات بشكل مطرد ، وزاد إيثرنت ، IEEE 802.3 سرعاته وفقًا لذلك.

على الرغم من أن Ethernet مألوفة للكثيرين لأن اتصالات Ethernet تُستخدم على نطاق واسع في المنزل للاتصالات السلكية بين أجهزة الكمبيوتر ومحاور النطاق العريض ، ولكنها توفر أيضًا الاتصال الأساسي لأنظمة شبكات البيانات المستخدمة في المؤسسات الكبيرة.

من المحتمل أن يكون Ethernet معروفًا على نطاق واسع بسبب كبلات Ethernet القصيرة مع موصلات RJ45 التي تستخدم لتوصيل معظم أجهزة كمبيوتر سطح المكتب بأجهزة توجيه شبكة البيانات. هذا يجعل من السهل جدًا إجراء اتصالات Ethernet ، مما يزيد من سهولة استخدام تقنية Ethernet وشعبيتها.

وفقًا لذلك ، تشكل Ethernet التقنية الأساسية للاتصال لمعظم شبكات المنطقة المحلية هذه الأيام. تم تصميم نسخ منه أيضًا للمؤسسات الأكبر حجمًا. يعد Carrier Ethernet أحد الأمثلة على كيفية تكييف التكنولوجيا لاستخدامها من قبل مشغلي الشبكات أو شركات النقل.

تاريخ إيثرنت

تم تطوير معيار Ethernet لأول مرة بواسطة شركة Xerox Corporation كنظام تجريبي قائم على الكابلات المحورية في السبعينيات. استخدام بروتوكول الوصول المتعدد / كشف التصادم (CSMA / CD) من Carrier Sense للسماح للعديد من المستخدمين باستخدامه مع شبكات LAN التي من المحتمل أن تواجه استخدامًا متقطعًا مع استخدام كثيف في بعض الأحيان.

أدى نجاح مشروع Ethernet الأصلي إلى تطوير مشترك لمعيار 10 ميجابت في الثانية في عام 1980. هذه المرة شاركت ثلاث شركات: Digital Equipment Corporation و Intel و Xerox.

شكلت مواصفات Ethernet الإصدار 1 التي نشأت عن هذا التطور الأساس لأول معيار IEEE 802.3 الذي تمت الموافقة عليه في عام 1983 ، وتم نشره أخيرًا كمعيار رسمي في عام 1985.

منذ كتابة معايير Ethernet الأولى والموافقة عليها ، تم إدخال العديد من التحديثات للحفاظ على معيار Ethernet بما يتماشى مع أحدث التقنيات التي أصبحت متاحة.

عناصر شبكة إيثرنت

يمكن اعتبار أن شبكة إيثرنت IEEE 802.3 LAN تتكون من عنصرين رئيسيين:

  • الوسائط المترابطة: تعتبر الوسائط التي تنتشر من خلالها الإشارات ذات أهمية كبيرة داخل نظام شبكة Ethernet. إنه يتحكم في غالبية الخصائص التي تحدد السرعة التي يمكن بها نقل البيانات. هناك عدد من الخيارات التي يمكن استخدامها:
    • كابل متحد المحور: كان هذا أحد الأنواع الأولى من الوسائط المترابطة التي يتم استخدامها لشبكة إيثرنت. عادةً ما كانت الممانعة المميزة حوالي 110 أوم ، وبالتالي فإن الكابلات المستخدمة عادةً لتطبيقات التردد الراديوي غير قابلة للتطبيق. هذا النوع من الكابلات لا يستخدم على نطاق واسع لشبكة إيثرنت هذه الأيام لأنه مكلف وصعب التثبيت.
    • الكابلات المزدوجة الملتوية يمكن استخدام أنواع من الأزواج الملتوية: زوج مجدول غير محمي (UTP) أو زوج ملتوي محمي (STP). بشكل عام ، تكون الأنواع المحمية أفضل لأنها تحد من التقاط الضالة بشكل أكبر وبالتالي يتم تقليل أخطاء البيانات. تتوفر مجموعة متنوعة من أنواع الكابلات المختلفة حيث أن المعيار يتحرك دائمًا للأمام.
    • كابل الألياف الضوئية: يتم استخدام كابل الألياف الضوئية بشكل متزايد لأنه يوفر مناعة عالية جدًا للالتقاط والإشعاع بالإضافة إلى السماح بإيصال معدلات بيانات عالية جدًا.
  • عقد الشبكة عُقد الشبكة هي النقاط التي يتم الاتصال منها ومنه. على الرغم من أنه في السنوات الماضية ، تم استخدام مصطلحات مثل DTE ، والمعدات الطرفية للبيانات ، و DCE ، ومعدات اتصالات البيانات ، إلا أنه نادرًا ما تُرى هذه الأيام عند النظر إلى اتصالات Ethernet. بدلاً من ذلك ، فإن أنواع المعدات التي تظهر على شبكة بيانات Ethernet هي أكثر شيوعًا:
    • أجهزة الكمبيوتر: اليوم ، تأتي معظم أجهزة الكمبيوتر مزودة بإمكانية اتصال Ethernet. من المتوقع أن تعمل معظم أجهزة كمبيوتر سطح المكتب على شبكة محلية ، ويعتمد هذا تقريبًا على Ethernet. اليوم ، سيتم دمج إمكانية Ethernet في اللوحة الأم للكمبيوتر ، بدلاً من استخدام لوحة توصيل اختيارية. يتم توفير الاتصال المادي عادةً باستخدام موصل Ethernet بنمط RJ45.

      بالنسبة لأجهزة الكمبيوتر المحمولة ، هناك اتجاه متزايد لأن تكون أرق بكثير. هذا يعني أن البعض ليس لديهم منافذ إيثرنت مخصصة مع موصل RJ45 حيث لا توجد مساحة لهم. ومع ذلك ، يمكنهم عادةً الاتصال بشبكة محلية باستخدام Ethernet عبر محول. سيعطيهم ذلك اتصالاً سلكيًا موثوقًا به إذا لم يتم استخدام الاتصالات اللاسلكية.

    • الموجهات والمفاتيح والمحاور: العناصر الرئيسية الأخرى في شبكات المنطقة المحلية التي تستخدم Ethernet كوسيط للواجهة هي أجهزة التوجيه والمحولات والمحاور. تتيح هذه الأجهزة توجيه البيانات حول شبكات البيانات بحيث يمكن إرسالها والوصول إلى وجهاتها ذات الصلة. على الرغم من تشابهها في بعض الجوانب ، إلا أن أجهزة التوجيه والمحولات والمحاور هي أنواع مميزة من الأجهزة ، حتى إذا تم إساءة استخدام المصطلحات بشكل تبادلي.
    • أجهزة متنوعة: في أي شبكة محلية ، ستكون هناك حاجة إلى مجموعة متنوعة من الأجهزة بخلاف أجهزة الكمبيوتر وأجهزة التوجيه والمحولات وما إلى ذلك. ستكون هناك حاجة إلى عناصر مثل الطابعات وما إلى ذلك. يمكن ربطها بالشبكة بطريقة مشابهة لأي جهاز كمبيوتر.
    يمكن توصيل مجموعة متنوعة من الأجهزة المختلفة بشبكات المنطقة المحلية باستخدام تقنية Ethernet. سيكون للعديد من الأنواع المختلفة من الأجهزة المعدة للاستخدام على شبكات المنطقة المحلية إمكانية إيثرنت.

بالإضافة إلى الأجهزة القائمة على الأجهزة والتوصيلات المادية المطلوبة لأي شبكة محلية تستخدم إيثرنت ، هناك حاجة أيضًا إلى برامج تشغيل. سيحتوي أي جهاز متصل بشبكة Ethernet على البرنامج المطلوب. بالإضافة إلى ذلك ، فإن أنظمة التشغيل الشائعة مثل Windows و Apple iOS و Linus ، لديها إمكانية Ethernet مدمجة في البرنامج الأساسي.

هذا يعني أن برامج التشغيل الإضافية لا تحتاج إلى التحميل في جميع الظروف باستثناء الظروف الأكثر استثنائية لتمكين الأجهزة من الاتصال بشبكة إيثرنت المحلية.

طبولوجيا شبكة إيثرنت

هناك العديد من هياكل الشبكات التي يمكن استخدامها لاتصالات Ethernet. يعتمد الشكل الفعلي المستخدم على المتطلبات.

  • من نقطة إلى نقطة: هذا هو أبسط تكوين حيث يتم استخدام وحدتي شبكة فقط. في هذا الهيكل البسيط ، يُعرف الكبل باسم ارتباط الشبكة. تُستخدم روابط من هذا النوع لنقل البيانات من مكان إلى آخر وحيث يكون من المناسب استخدام إيثرنت كآلية نقل.
  • الحافلة المحورية: نادرًا ما يتم استخدام هذا النوع من شبكات Ethernet هذه الأيام. استخدمت الأنظمة كبلًا متحد المحور حيث توجد وحدات الشبكة على طول الكابل. تم تحديد أطوال المقطع بحد أقصى 500 متر ، وكان من الممكن وضع ما يصل إلى 1024 DTE على طوله. على الرغم من عدم تثبيت هذا الشكل من طوبولوجيا الشبكة هذه الأيام ، فقد لا يزال عدد قليل جدًا من الأنظمة القديمة قيد الاستخدام. في ضوء الطريقة التي تعمل بها ، مع وجود عدة عقد على نفس الساق ، يتم استخدام نظام CSMA / CD المضاد للتصادم.
  • شبكة ستار: كان هذا النوع من شبكات Ethernet هو الهيكل السائد منذ أوائل التسعينيات. وتتكون من وحدة شبكة مركزية ، والتي قد تكون ما يسمى بمكرر أو محور متعدد المنافذ ، أو محول شبكة.
    تنطلق جميع التوصيلات بالعقد الأخرى من هذا وهي روابط من نقطة إلى نقطة. يتم استخدام هذا النوع من طوبولوجيا الشبكة وتوسيعها. تميل الاتصالات إلى الامتداد من محور مركزي باستخدام سلسلة من أجهزة التوجيه أو المحولات لتحويل البيانات إلى العقدة النهائية المطلوبة.

كشف تضارب بيانات الرسائل

في الأشكال الأصلية للإيثرنت ، تم استخدام شكل من أشكال الكشف عن تضارب البيانات يعرف باسم CSMA / CD. في هذا ، اكتشفت العقد ما إذا كان يتم إرسال البيانات وإذا كان الأمر كذلك ، فسوف يتراجعون ويعيدون إرسال بياناتهم لاحقًا.

في الوقت الحاضر ، باستخدام الهيكل النجمي الممتد ، لا حاجة إلى متطلبات الكشف عن تصادم البيانات CSMA / CD. التصادمات ممكنة فقط إذا حاولت المحطة والمحول الاتصال ببعضهما البعض في نفس الوقت ، وكانت الاصطدامات مقصورة على الارتباط الفردي.

علاوة على ذلك ، اعتمد معيار 10BASE-T الذي تم تقديمه منذ عدة سنوات تقنيات الازدواج الكامل وبالنظر إلى التحسينات التي قدمتها ، أصبحت هذه التقنية هي المعيار للتطورات المستقبلية لمعيار Ethernet.

في حالة الازدواج الكامل ، يمكن للمحول والمحطة الإرسال والاستقبال في وقت واحد ، وبالتالي فإن شبكات بيانات Ethernet الحديثة خالية من التصادم.


كيف يعمل إيثرنت؟

عند الاتصال عبر شبكة بيانات ، يقوم نظام Ethernet بتقسيم البيانات إلى مجموعة من الإطارات. هذه الإطارات لها تنسيق محدد ويحتوي كل منها على عناوين المصدر والوجهة.

يحتوي الإطار أيضًا على معلومات للتحقق من الأخطاء بحيث يمكن اكتشاف أي بيانات تالفة. إذا تم الكشف عن أخطاء ، فعادةً ما تتجاهل الطبقات العليا من حزمة البروتوكولات للنظام البيانات وتطلب إعادة الإرسال.

تعتمد Ethernet نموذج OSI لمكدس البروتوكولات الخاص بها وتماشياً مع هذا ، توفر Ethernet نفسها خدمات تصل إلى الطبقة 3 ، طبقة ارتباط البيانات.

تبنت Ethernet تنسيق عنوان MAC 48 بت الذي تم استخدامه أيضًا بواسطة معايير IEEE 802 الأخرى وطريقته هناك قواسم مشتركة عبر العديد من المعايير مما يجعل من الأسهل بكثير أن تعمل أنظمة شبكات البيانات المختلفة جنبًا إلى جنب.

مترو وشبكة إيثرنت

هناك إصدارات من Ethernet تُستخدم للحصول على أداء أعلى درجة مرتبطة بشبكات المترو الكبيرة أو شبكات المنطقة الأوسع. مترو إيثرنت وشبكة إيثرنت الناقل هما مصطلحان يستخدمان غالبًا.

غالبًا ما يتم استخدام هذين المصطلحين بشكل متبادل تقريبًا ، ولكن هناك بعض الاختلافات.

  • مترو إيثرنت: يشير Metro Ethernet عمومًا إلى تثبيت Ethernet منتشر في منطقة حضرية - أي عبر منطقة واسعة نسبيًا - أوسع من شبكة المنطقة المحلية. غالبًا ما تستخدم الشركات Metropolitan Ethernet لربط مواقع متعددة من الأعمال بشبكة عبر خط Ethernet خاص. يعطي هذا بعض المزايا المهمة عن استخدام الشبكات العامة من حيث السرعة والأمان والتكلفة. يعد Carrier Ethernet الآن المصطلح الشامل المستخدم لوصف نوع Ethernet المستخدم للخطوط القائمة على Ethernet من هذا النوع.
  • إيثرنت الناقل: عادةً ما يتم استخدام شبكة إيثرنت الحاملة أو إيثرنت من الدرجة الحاملة لتوفير اتصال من نقطة إلى نقطة بين نقطتين أو موقعين أو لتوفير روابط لشبكات المنطقة المحلية ، وما إلى ذلك. المشاركة بين الشركات والمؤسسات الأخرى. هذا يقلل بشكل كبير من التكاليف ، مع الحفاظ على الأداء.

تعد Metro Ethernet و Carrier Ethernet من المتغيرات الراسخة المستخدمة من قبل العديد من شركات النقل ومقدمي الخدمات للسماح للشركات بالحصول على اتصالات عالية الأداء عبر موارد Ethernet عالية الأداء مخصصة أو مشتركة.

على الرغم من أن شبكات بيانات Ethernet تم تقديمها في الأصل في السبعينيات ، إلا أنها خضعت لعملية تحديث مستمرة. وقد أتاح ذلك الحفاظ على المفهوم الأساسي ، مع تمكينه من توفير مستويات الأداء المطلوبة مع زيادة متطلبات التكنولوجيا والاتصال.

تُستخدم تقنية Ethernet لشبكات البيانات لكل شيء بدءًا من شبكات الكمبيوتر المنزلية وصولاً إلى شبكات بيانات المؤسسة حيث يتم استخدام الناقل Ethernet لنقل مستويات عالية من البيانات.

موضوعات الاتصال اللاسلكي والسلكي:
أساسيات الاتصالات المتنقلة
العودة إلى الاتصال اللاسلكي والسلكي


شاهد الفيديو: IEEE 802 Standards Ethernet networking - Ethernet standards (قد 2021).