เป็นเวลาหลายทศวรรษที่อีเธอร์เน็ตได้พิสูจน์ตัวเองว่าเป็นเทคโนโลยี LAN (เครือข่ายท้องถิ่น) ที่ราคาไม่แพง รวดเร็ว และเป็นที่นิยมมาก
ประวัติศาสตร์อีเธอร์เน็ต
วิศวกร Bob Metcalfe และ D. R. Boggs ได้พัฒนาอีเทอร์เน็ตตั้งแต่ปี 1972 มาตรฐานอุตสาหกรรมตามงานของพวกเขาก่อตั้งขึ้นในปี 1980 ภายใต้ชุดข้อกำหนด IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.3 ข้อกำหนดอีเทอร์เน็ตกำหนดโปรโตคอลการรับส่งข้อมูลระดับต่ำและรายละเอียดทางเทคนิคที่ผู้ผลิตจำเป็นต้องรู้เพื่อสร้างผลิตภัณฑ์อีเทอร์เน็ต เช่น การ์ดและสายเคเบิล
เทคโนโลยีอีเธอร์เน็ตมีวิวัฒนาการและเติบโตเต็มที่ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา ทุกวันนี้ ผู้บริโภคสามารถใช้ผลิตภัณฑ์อีเทอร์เน็ตนอกชั้นวางเพื่อทำงานตามที่ออกแบบและทำงานร่วมกันได้
เทคโนโลยีอีเธอร์เน็ต
อีเธอร์เน็ตแบบดั้งเดิมรองรับการถ่ายโอนข้อมูลด้วยอัตรา 10 เมกะบิตต่อวินาที (Mbps) เนื่องจากความต้องการด้านประสิทธิภาพของเครือข่ายเพิ่มขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป อุตสาหกรรมจึงได้สร้างข้อกำหนดอีเทอร์เน็ตเพิ่มเติมสำหรับ Fast Ethernet และ Gigabit Ethernet
Fast Ethernet ขยายประสิทธิภาพของอีเธอร์เน็ตแบบเดิมได้ถึง 100 Mbps และ Gigabit Ethernet สูงสุด 1, 000 Mbps แม้ว่าจะไม่พร้อมใช้งานสำหรับผู้บริโภคทั่วไป แต่ปัจจุบัน 10 Gigabit Ethernet (10, 000 Mbps) ให้พลังงานแก่เครือข่ายของบางธุรกิจ ศูนย์ข้อมูล และเอนทิตี Internet2 อย่างไรก็ตาม โดยทั่วไปค่าใช้จ่ายจำกัดการยอมรับอย่างกว้างขวาง
สายอีเธอร์เน็ตก็ผลิตขึ้นตามข้อกำหนดมาตรฐานหลายประการเช่นกัน สายเคเบิลอีเทอร์เน็ตที่ได้รับความนิยมสูงสุดในการใช้งาน Category 5 (สายเคเบิล CAT5) รองรับทั้งอีเทอร์เน็ตแบบเดิมและแบบ Fast Ethernet สายเคเบิล Category 5e (CAT5e) และ CAT6 รองรับ Gigabit Ethernet
ในการเชื่อมต่อสายอีเทอร์เน็ตกับคอมพิวเตอร์ (หรืออุปกรณ์เครือข่ายอื่นๆ) ให้เสียบสายเคเบิลเข้ากับพอร์ตอีเทอร์เน็ตของอุปกรณ์อุปกรณ์บางอย่างที่ไม่รองรับอีเทอร์เน็ตสามารถรองรับการเชื่อมต่ออีเทอร์เน็ตโดยใช้ดองเกิล เช่น อะแด็ปเตอร์ USB-to-Ethernet สายอีเทอร์เน็ตใช้ขั้วต่อที่ดูเหมือนขั้วต่อ RJ-45 ที่ใช้กับโทรศัพท์ทั่วไป
ในรูปแบบ OSI (Open Systems Interconnection) เทคโนโลยีอีเทอร์เน็ตทำงานที่ชั้นฟิสิคัลและดาต้าลิงค์ - เลเยอร์ที่หนึ่งและสอง ตามลำดับ อีเธอร์เน็ตรองรับเครือข่ายยอดนิยมและโปรโตคอลระดับสูงกว่าทั้งหมด โดยเฉพาะอย่างยิ่ง TCP/IP
ประเภทของอีเธอร์เน็ต
มักถูกเรียกว่า Thicknet 10Base5 เป็นชาติแรกของเทคโนโลยีอีเธอร์เน็ต อุตสาหกรรมใช้ Thicknet ในปี 1980 จนกระทั่ง 10Base2 Thinnet ปรากฏขึ้น เมื่อเปรียบเทียบกับ Thicknet แล้ว Thinnet มีข้อดีของทินเนอร์ (5 มม. เทียบกับ 10 มม.) และการเดินสายที่ยืดหยุ่นกว่า ทำให้ง่ายต่อการเดินสายไฟในอาคารสำนักงานสำหรับอีเทอร์เน็ต
รูปแบบทั่วไปของอีเทอร์เน็ตทั่วไปคือ 10Base-Tมีคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่ดีกว่า Thicknet หรือ Thinnet เนื่องจากสายเคเบิล 10Base-T ใช้สายคู่บิดเกลียวแบบไม่หุ้มฉนวน (UTP) มากกว่าสายโคแอกเชียล 10Base-T ยังคุ้มค่ากว่าทางเลือกอื่น เช่น สายเคเบิลใยแก้วนำแสง
มีมาตรฐานอีเทอร์เน็ตอื่นๆ ที่ไม่ค่อยมีใครรู้จัก ซึ่งรวมถึง 10Base-FL, 10Base-FB และ 10Base-FP สำหรับเครือข่ายใยแก้วนำแสง และ 10Broad36 สำหรับสายเคเบิลบรอดแบนด์ (เคเบิลทีวี) Fast และ Gigabit Ethernet ได้สร้างรูปแบบดั้งเดิมทั้งหมดข้างต้น รวมถึง 10Base-T ที่ล้าสมัย
เพิ่มเติมเกี่ยวกับ Fast Ethernet
ในช่วงกลางทศวรรษที่ 1990 เทคโนโลยี Fast Ethernet ได้เติบโตเต็มที่และบรรลุเป้าหมายด้านการออกแบบในการเพิ่มประสิทธิภาพของ Ethernet แบบเดิม โดยไม่จำเป็นต้องต่อสายเคเบิลเครือข่าย Ethernet ที่มีอยู่ใหม่ทั้งหมด
Fast Ethernet มาในสองรูปแบบหลัก:
- 100Base-T (ใช้สายคู่บิดเกลียวไม่หุ้มฉนวน)
- 100Base-FX (ใช้สายไฟเบอร์ออปติก)
ที่นิยมมากที่สุดคือ 100Base-T ซึ่งเป็นมาตรฐานที่รวม 100Base-TX (Category 5 UTP), 100Base-T2 (Category 3 หรือดีกว่า UTP) และ 100Base-T4 (100Base-T2 cabling ที่ปรับเปลี่ยนให้รวมสองสาย คู่สายเพิ่มเติม).
บรรทัดล่าง
ในขณะที่ Fast Ethernet ปรับปรุงอีเธอร์เน็ตดั้งเดิมจากความเร็ว 10 เมกะบิตเป็น 100 เมกะบิต แต่กิกะบิตอีเทอร์เน็ตก็ปรับปรุงด้วย Fast Ethernet โดยเสนอความเร็ว 1, 000 เมกะบิต (1 กิกะบิต) กิกะบิตอีเทอร์เน็ตถูกสร้างขึ้นครั้งแรกเพื่อเดินทางผ่านสายเคเบิลออปติคัลและทองแดง แต่มาตรฐาน 1000Base-T ก็รองรับเช่นกัน 1000Base-T ใช้สายเคเบิล Category 5 ที่คล้ายกับ 100 Mbps Ethernet แม้ว่าการบรรลุความเร็วกิกะบิตจะต้องใช้คู่สายเพิ่มเติม
อีเธอร์เน็ตโทโพโลยีและโปรโตคอล
อีเทอร์เน็ตแบบดั้งเดิมใช้โทโพโลยีของบัส ซึ่งหมายความว่าอุปกรณ์หรือโฮสต์ทั้งหมดบนเครือข่ายใช้สายการสื่อสารที่ใช้ร่วมกันเดียวกัน อุปกรณ์แต่ละตัวมีที่อยู่อีเธอร์เน็ตหรือที่เรียกว่าที่อยู่ MACอุปกรณ์ส่งใช้ที่อยู่อีเทอร์เน็ตเพื่อระบุผู้รับข้อความที่ต้องการ
ข้อมูลที่ส่งผ่านอีเทอร์เน็ตมีอยู่ในรูปของเฟรม เฟรมอีเทอร์เน็ตประกอบด้วยส่วนหัว ส่วนข้อมูล และส่วนท้ายที่มีความยาวรวมกันไม่เกิน 1, 518 ไบต์ ส่วนหัวของอีเทอร์เน็ตประกอบด้วยที่อยู่ของทั้งผู้รับและผู้ส่งที่ต้องการ
ข้อมูลที่ส่งผ่านอีเทอร์เน็ตจะแพร่ภาพไปยังอุปกรณ์ทั้งหมดในเครือข่ายโดยอัตโนมัติ โดยการเปรียบเทียบที่อยู่อีเทอร์เน็ตกับที่อยู่ในส่วนหัวของเฟรม อุปกรณ์อีเทอร์เน็ตแต่ละตัวจะทดสอบแต่ละเฟรมเพื่อพิจารณาว่าเหมาะสำหรับเฟรมหรือไม่ และอ่านหรือละทิ้งเฟรมตามความเหมาะสม อะแดปเตอร์เครือข่ายรวมฟังก์ชันนี้ไว้ในฮาร์ดแวร์
อุปกรณ์ที่ต้องการส่งข้อมูลบนเครือข่ายอีเทอร์เน็ตก่อนทำการตรวจสอบเบื้องต้นเพื่อพิจารณาว่าสื่อพร้อมใช้งานหรือกำลังดำเนินการส่งอยู่หรือไม่ หากมีอีเทอร์เน็ต อุปกรณ์ส่งจะส่งสัญญาณไปยังสายอย่างไรก็ตาม เป็นไปได้ที่อุปกรณ์สองเครื่องจะทำการทดสอบนี้ในเวลาเดียวกันโดยประมาณและทั้งสองเครื่องส่งพร้อมกัน
โดยการออกแบบ มาตรฐานอีเทอร์เน็ตไม่ได้ป้องกันการส่งข้อมูลหลายรายการพร้อมกัน เมื่อเกิดการชนที่เรียกว่าการชนกันเหล่านี้ จะทำให้การส่งสัญญาณทั้งสองล้มเหลวและต้องการให้อุปกรณ์ส่งทั้งคู่ทำการส่งสัญญาณซ้ำ อีเธอร์เน็ตใช้อัลกอริธึมตามเวลาหน่วงแบบสุ่มเพื่อกำหนดระยะเวลารอที่เหมาะสมระหว่างการส่งสัญญาณซ้ำ อะแดปเตอร์เครือข่ายยังใช้อัลกอริธึมนี้ด้วย
ในอีเทอร์เน็ตแบบดั้งเดิม โปรโตคอลนี้สำหรับการออกอากาศ การฟัง และการตรวจจับการชนกันนั้นเรียกว่า CSMA/CD (การตรวจจับการเข้าถึง/การตรวจจับการชนกันของผู้ให้บริการหลายราย) อีเทอร์เน็ตรูปแบบใหม่บางรูปแบบไม่ได้ใช้ CSMA/CD แต่จะใช้โปรโตคอลอีเทอร์เน็ตฟูลดูเพล็กซ์แทน ซึ่งรองรับการส่งและรับแบบจุดต่อจุดพร้อมกันโดยไม่ต้องฟัง
เพิ่มเติมเกี่ยวกับอุปกรณ์อีเธอร์เน็ต
สายเคเบิลอีเทอร์เน็ตมีจำกัด และระยะทางเหล่านั้น (สั้นเพียง 100 เมตร) ไม่เพียงพอที่จะครอบคลุมการติดตั้งเครือข่ายขนาดกลางและขนาดใหญ่ทวนสัญญาณในเครือข่ายอีเทอร์เน็ตช่วยให้สามารถต่อสายเคเบิลได้หลายสายและขยายระยะทางได้มากขึ้น อุปกรณ์บริดจ์สามารถเชื่อมต่ออีเธอร์เน็ตกับเครือข่ายประเภทอื่น เช่น เครือข่ายไร้สาย อุปกรณ์ทวนสัญญาณยอดนิยมประเภทหนึ่งคือฮับอีเธอร์เน็ต บางครั้งอุปกรณ์อื่นๆ ที่สับสนกับฮับคือสวิตช์และเราเตอร์
อะแดปเตอร์เครือข่ายอีเทอร์เน็ตยังมีอยู่ในหลายรูปแบบ คอมพิวเตอร์และเกมคอนโซลมีอะแดปเตอร์อีเทอร์เน็ตในตัว อะแดปเตอร์ USB เป็นอีเธอร์เน็ตและอะแดปเตอร์อีเทอร์เน็ตไร้สายสามารถกำหนดค่าให้ทำงานกับอุปกรณ์จำนวนมากได้
สรุป
อีเธอร์เน็ตเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีหลักของอินเทอร์เน็ต แม้จะอายุมากแล้ว แต่อีเธอร์เน็ตยังคงให้พลังงานแก่เครือข่ายท้องถิ่นหลายแห่งของโลกและปรับปรุงอย่างต่อเนื่องเพื่อตอบสนองความต้องการในอนาคตสำหรับเครือข่ายประสิทธิภาพสูง