Ethernet: различия между версиями

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
imported>VitalikBot
м Использование шаблона {{improve}}; langs: fr,pt
 
 
Строка 1: Строка 1:
= {{-pt-}} =
[[Файл:Ethernet RJ45 connector p1160054.jpg|thumb|Кабель [[Витая пара|UTP]] с разъёмом [[8P8C]]<ref>Ошибочно называемый [[RJ-45]].</ref>, используемый в Ethernet-сетях стандартов 10BASE-T, 100BASE-T(x) и 1000BASE-T(x)]]
[[Файл:Gigabyte brix GB-BXBT-2807 external connectors.jpg|thumb|Порт Ethernet на [[неттоп]]е Gigabyte BRIX]]


=== Морфологические и синтаксические свойства ===
'''Ethernet''' ({{lang-en|Ethernet}} {{IPA|[ˈiːθəˌnɛt]}} от {{lang-en2|[[wikt:ether#Английский|ether]]}} {{IPA|[ˈiːθə]}} «[[эфир (физика)|эфир]]» + {{lang-en2|[[wikt:network#Английский|network]]}} «сеть, цепь») — семейство технологий [[Пакет (сетевые технологии)|пакетной]] передачи данных между устройствами для [[компьютерная сеть|компьютерных]] и [[промышленная сеть|промышленных]] сетей. Это самый распространенный протокол в мире, используемый для построения локальных сетей (LAN) и городских сетей (MAN). Протоколы Ethernet работают на канальном и физическом уровне модели OSI, предоставляя средства для передачи данных между устройствами. [[Блок данных протокола]] Ethernet называется кадр.
{{сущ pt |слоги={{по-слогам|ethernet}}}}


{{морфо |прист1=|корень1=|суфф1=|оконч=}}
Существует несколько версий протокола Ethernet, но все они работают по одному принципу. Ethernet использует кабельное соединение для передачи данных и использует адресацию [[MAC-адрес|MAC (Media Access Control)]] для идентификации отправителя и получателя данных.


=== Произношение ===
Технология Ethernet работает следующим образом:
{{transcription||}}


=== Семантические свойства ===
# Устройство, которое хочет отправить данные, создает кадр данных, содержащий информацию для отправки.
{{илл}}
# Кадр данных отправляется на сетевой адаптер устройства, который преобразует его в электрический или оптический сигнал, подходящий для передачи по кабелю.
# Сетевой адаптер отправляет сигнал по кабелю в коммутатор или маршрутизатор, который находится в той же локальной сети, что и устройство.
# Коммутатор или маршрутизатор получает сигнал, проверяет адрес MAC получателя и направляет кадр данных к соответствующему устройству.
# Устройство-получатель получает кадр данных, проверяет чексумму (FCS) и обрабатывает его.


==== Значение ====
Стандарты Ethernet определяют проводные соединения и электрические сигналы на [[Физический уровень|физическом уровне]], формат [[кадр (телекоммуникации)|кадров]] и [[Протокол передачи данных|протоколы]] управления доступом к среде — на [[канальный уровень|канальном уровне]] [[Сетевая модель OSI|модели OSI]]. Ethernet в основном описывается стандартами [[Институт инженеров электротехники и электроники|IEEE]] [[IEEE 802.3|группы 802.3]]<ref>{{Cite web|url=https://studopedia.ru/10_269986_tehnologii-Ethernet-metod-dostupa-CSMACD.html|title=Технологии Ethernet. Метод доступа CSMA/CD — Студопедия|website=studopedia.ru|access-date=2022-11-14|archive-date=2022-11-14|archive-url=https://web.archive.org/web/20221114153248/https://studopedia.ru/10_269986_tehnologii-Ethernet-metod-dostupa-CSMACD.html|url-status=live}}</ref>. Ethernet стал одной из самых распространённых технологий [[Локальная вычислительная сеть|ЛВС]] в середине [[1990-е годы|1990-х годов]], вытеснив такие устаревшие технологии, как [[Token Ring]], [[FDDI]] и [[ARCNET]].
#{{помета.|pt}} {{комп.|pt}} [[Ethernet]] ([[сетевой]] [[протокол]]) {{пример||перевод=}}
#


==== Синонимы ====
Название «Ethernet» (буквально «эфирная сеть») отражает первоначальный принцип работы этой технологии: всё, передаваемое одним узлом, одновременно принимается всеми остальными (то есть имеется некое сходство с [[радиовещание]]м). В настоящее время практически всегда подключение происходит через [[Сетевой коммутатор|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.
#


==== Антонимы ====
== История ==
#
Технология Ethernet была разработана вместе со многими первыми проектами корпорации [[Xerox PARC]]. Общепринято считать, что Ethernet был изобретён [[22 мая]] [[1973 год]]а, когда [[Меткалф, Роберт|Роберт Меткалф]] (''Robert Metcalfe'') составил докладную записку для главы PARC о потенциале технологии Ethernet<ref>{{cite web|url=https://megaobuchalka.ru/3/4635.html|title=Технология Ethernet отмечает 40-летие и совершенствуется|publisher=[[Mail.Ru]]|archive-url=https://web.archive.org/web/20140811173647/http://soft.mail.ru/pressrl_page.php?id=51879|archive-date=2014-08-11|access-date=2013-05-25|url-status=dead}}</ref>. Но законное право на технологию Меткалф получил через несколько лет. В [[1976 год]]у он и его ассистент Дэвид Боггс (David Boggs) издали брошюру под названием «Ethernet: Distributed Packet-Switching For Local Computer Networks».
#


==== Гиперонимы ====
Меткалф ушёл из Xerox в [[1979 год]]у и основал компанию [[3Com]] для продвижения [[компьютер]]ов и [[локальная вычислительная сеть|локальных вычислительных сетей (ЛВС)]]. Ему удалось убедить [[DEC]], [[Intel]] и [[Xerox]] работать совместно и разработать стандарт Ethernet (DIX). Впервые этот стандарт был опубликован [[30 сентября]] [[1980 год]]а. 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.
#
#


==== Гипонимы ====
== 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 [[витая пара|витую пару]] и [[кабель оптический|оптический кабель]]<ref>{{Cite web|url=https://infopedia.su/8x9bb1.html|title=Fast Ethernet, Gigabit Ethernet|website=infopedia.su|access-date=2022-11-14|archive-date=2022-11-14|archive-url=https://web.archive.org/web/20221114153248/https://infopedia.su/8x9bb1.html|url-status=live}}</ref>.
#


=== Родственные слова ===
Преимущества использования витой пары по сравнению с коаксиальным кабелем:
{{родств-блок
* возможность работы в [[дуплекс (телекоммуникации)|дуплексном]] режиме;
|умласк=
* низкая стоимость кабеля витой пары;
|имена-собственные=
* 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);
|существительные=
* уменьшен минимально допустимый радиус изгиба кабеля;
|прилагательные=
* большая помехоустойчивость из-за использования дифференциального сигнала;
|глаголы=
* возможность питания по кабелю маломощных узлов, например, IP-телефонов (стандарт [[Power over Ethernet]], PoE);
|наречия=
* [[гальваническая развязка]] [[Разделительный трансформатор|трансформаторного 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) — [[CSMA/CD|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]]<ref>RFC 2544, § 9.1</ref>, 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<ref>{{Cite web|url=https://cyberpedia.su/3x6a20.html|title=Глава 1.Технологии облачных вычислений. — КиберПедия|website=cyberpedia.su|access-date=2022-11-14|archive-date=2022-11-14|archive-url=https://web.archive.org/web/20221114153251/https://cyberpedia.su/3x6a20.html|url-status=live}}</ref>, 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 год]]у принят стандарт [[IEEE]] 802.3u [[Fast Ethernet]] со скоростью 100 Мбит/с и появилась возможность работы в режиме [[полный дуплекс]]. В [[1997 год]]у был принят стандарт [[IEEE]] 802.3z Gigabit Ethernet со скоростью 1000 Мбит/с для передачи по [[Оптическое волокно|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). Для синхронизации в начале кадра отправлялся синхронизирующий бит. В заголовке содержалось аппаратные адреса отправителя и получателя длиной 8 бит каждый. В конце кадра добавлялась [[Циклический избыточный код|CRC]] [[Frame check sequence|Check Sequence]] длиной в 16 бит.
* 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. EtherType должен принимать значение не меньше чем 1536 (0x0600). Это позволяет отличать данный формат кадра от других, указывающих в заголовке размер передаваемых данных, который не может быть больше 1500. Часто используется непосредственно [[IP|протоколом Интернета]].
[[Файл:Ethernet Type II Frame format.svg|center|thumb|700px|Наиболее распространённый формат кадра Ethernet II]]
 
* [[Novell]] — внутренняя модификация IEEE 802.3 без LLC ([[Logical link control|Logical Link Control]]). Соответствует Ethernet II, но вместо EtherType указывается размер данных в кадре в байтах.
* Кадр IEEE 802.3 [[Logical link control|LLC]].
* Кадр IEEE 802.3 [[Logical link control|LLC]]/[[SNAP]].
* Некоторые [[Сетевая плата|сетевые карты]] Ethernet, производившиеся компанией [[Hewlett-Packard]], использовали при работе кадр формата IEEE 802.12, соответствующий стандарту [[100VG-AnyLAN]].
 
В качестве дополнения Ethernet-кадр может содержать тег [[IEEE 802.1Q]] для идентификации [[VLAN]], к которой он адресован, а в нём [[IEEE 802.1p]] для указания приоритетности.
 
Разные типы кадра имеют различный формат и значение [[Maximum transmission unit|MTU]].
 
Кадры Ethernet, размер которых меньше 64 байт, называются карликами. Такие кадры почти всегда возникают из-за [[Коллизия кадров|коллизий]], также они могут появляться из-за проблем с программным обеспечением<ref>{{Cite web|lang=en|url=http://www.cisco.com/en/US/docs/internetworking/troubleshooting/guide/tr1904.html|title=Troubleshooting Ethernet|website=Cisco|access-date=2022-11-28|archive-date=2021-03-03|archive-url=https://web.archive.org/web/20210303071756/https://www.cisco.com/en/US/docs/internetworking/troubleshooting/guide/tr1904.html|url-status=live}}</ref><ref>{{Cite web|lang=ru|url=https://xakep.ru/2016/07/27/faq-210/|title=FAQ #210: выбираем LAN tester, делаем себе номер в Европе, мониторим ошибки сети и оптимизируем Windows 8|author=Алексей Zemond Панкратов|access-date=2022-11-28|archive-date=2022-11-28|archive-url=https://web.archive.org/web/20221128095152/https://xakep.ru/2016/07/27/faq-210/|url-status=live}}</ref>.
 
== MAC-адреса ==
При проектировании стандарта Ethernet было предусмотрено, что каждая сетевая карта (равно как и встроенный сетевой интерфейс) должна иметь уникальный шестибайтный номер ([[MAC-адрес]]), прошитый в ней при изготовлении. Этот номер используется для идентификации отправителя и получателя кадра, и предполагается, что при появлении в сети нового компьютера (или другого устройства, способного работать в сети) сетевому администратору не придётся настраивать MAC-адрес.
 
Уникальность MAC-адресов достигается тем, что каждый производитель получает в координирующем комитете [http://standards.ieee.org/regauth/oui/index.shtml IEEE Registration Authority] диапазон из шестнадцати миллионов (2<sup>24</sup>) адресов, и по мере исчерпания выделенных адресов может запросить новый диапазон. Поэтому по трём старшим байтам MAC-адреса можно определить производителя.
Существуют таблицы, позволяющие определить производителя по MAC-адресу; в частности, они включены в программы типа [[arpalert]].
 
MAC-адрес считывается один раз из ПЗУ при инициализации сетевой карты, в дальнейшем все кадры генерируются операционной системой. Все современные операционные системы позволяют поменять его. Для Windows, начиная, как минимум, с Windows 98, он менялся в реестре. Некоторые [[драйвер]]ы сетевых карт давали возможность изменить его в настройках, но смена работает абсолютно для любых карт.
 
Некоторое время назад, когда драйверы сетевых карт не давали возможность изменить свой MAC-адрес, а альтернативные возможности не были слишком известны, некоторые [[Интернет-провайдер|провайдеры Internet]] использовали его для идентификации машины в сети при учёте трафика. Программы из Microsoft Office, начиная с версии Office 97, записывали MAC-адрес сетевой платы в редактируемый документ в качестве составляющей уникального GUID-идентификатора<ref>{{Cite web |url=http://www.nestor.minsk.by/kg/2002/31/kg23105.html |title=MS Office: скрытые возможности |access-date=2010-07-19 |archive-date=2012-07-25 |archive-url=https://web.archive.org/web/20120725070305/http://www.nestor.minsk.by/kg/2002/31/kg23105.html |url-status=live }}</ref>.
 
== Разновидности Ethernet ==
В зависимости от скорости передачи данных и передающей среды существует несколько вариантов технологии. Независимо от способа передачи, стек сетевого протокола и программы работают одинаково практически во всех нижеперечисленных вариантах.
 
В этом разделе дано краткое описание всех официально существующих разновидностей. По некоторым причинам, в дополнение к основному стандарту многие производители рекомендуют пользоваться другими запатентованными носителями — например, для увеличения расстояния между точками сети используется [[волоконно-оптический кабель]].
 
Большинство Ethernet-карт и других устройств имеет поддержку нескольких скоростей передачи данных, используя автоопределение ([[autonegotiation]]) скорости и дуплексности для достижения наилучшего соединения между двумя устройствами. Если автоопределение не срабатывает, скорость подстраивается под партнёра и включается режим полудуплексной передачи. Например, наличие в устройстве порта Ethernet 10/100 говорит о том, что через него можно работать по технологиям 10BASE-T и 100BASE-TX, а порт Ethernet 10/100/1000 — поддерживает стандарты 10BASE-T, 100BASE-TX и 1000BASE-T.
 
=== Ранние модификации Ethernet ===
* '''[[Xerox Ethernet]]''' — оригинальная технология, скорость 3 Мбит/с, существовала в двух вариантах Version 1 и Version 2, формат кадра последней версии до сих пор имеет широкое применение. Это исторически самая ранняя проводная [[Локальная вычислительная сеть|локальная сеть]]. Его идея заключалась в том, чтобы передавать информацию в едином носителе, который представлял собой [[коаксиальный кабель]] максимальной длиной 2500 м. Через каждые 500 метров располагались регенерирующие устройства<ref>{{Cite web|url=https://studopedia.ru/19_264940_raznovidnosti-Ethernet.html|title=Разновидности Ethernet — Студопедия|website=studopedia.ru|access-date=2022-11-14|archive-date=2022-11-14|archive-url=https://web.archive.org/web/20221114153251/https://studopedia.ru/19_264940_raznovidnosti-Ethernet.html|url-status=live}}</ref>.
* '''[[1BROAD36]]''' — широкого распространения не получил. Один из первых стандартов, позволяющий работать на больших расстояниях. Использовал технологию широкополосной [[модуляция|модуляции]], похожей на ту, что используется в кабельных [[модем]]ах. В качестве среды передачи данных использовался коаксиальный кабель.
* '''[[1BASE5]]''' —  StarLAN был первым стандартом IEEE 802.3 для Ethernet по витой паре. Он был стандартизирован ассоциацией стандартов Института инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) 802.3e в 1986 году как версия Ethernet 1BASE5<ref>{{Cite web|url=https://lektsii.org/8-15776.html|title=Ранние модификации Ethernet|website=lektsii.org|access-date=2022-11-14|archive-date=2022-11-14|archive-url=https://web.archive.org/web/20221114153248/https://lektsii.org/8-15776.html|url-status=live}}</ref>. Работал на скорости 1 Мбит/с, но не нашёл коммерческого применения.


=== Этимология ===
=== 10 Мбит/с Ethernet ===
От {{этимология:|pt}}
* '''[[10BASE5]]''', [[IEEE 802.3]] (называемый также «Толстый Ethernet») — первоначальная разработка технологии со скоростью передачи данных 10 Мбит/с. Следуя раннему стандарту, [[IEEE]] использует коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 50 Ом ([[RG-8]]), с максимальной длиной сегмента 500 [[метр]]ов.
* '''[[10BASE2]]''', [[IEEE 802.3a]] (называемый «Тонкий Ethernet») — используется кабель [[RG-58]], с максимальной длиной сегмента 185 [[метр]]ов, компьютеры присоединялись один к другому, для подключения кабеля к сетевой карте нужен [[T-коннектор]], а на кабеле должен быть [[BNC-коннектор]]. Требуется наличие [[Терминатор (электроника)|терминаторов]] на каждом конце. Многие годы этот стандарт был основным для технологии Ethernet.
* '''[[StarLAN 10]]''' — Первая разработка, использующая витую пару для передачи данных на скорости 10 Мбит/с. В дальнейшем эволюционировал в стандарт [[10BASE-T]]. <!-- Несмотря на то, что теоретически возможно подключение к одному кабелю (сегменту) витой пары более чем двух устройств, работающих в симплексном режиме{{Нет АИ|15|11|2015}}, такая схема никогда не применяется для Ethernet, в отличие от работы с коаксиальным кабелем. Поэтому все сети на витой паре используют топологию «звезда», в то время как сети на коаксиальном кабеле построены на топологии «шина». Терминаторы для работы по витой паре встроены в каждое устройство, и применять дополнительные внешние терминаторы в линии не нужно.-->
* '''[[10BASE-T]]''', [[IEEE 802.3i]] — для передачи данных используется 4 провода кабеля витой пары (две скрученные пары) категории 3 или [[Кабель категории 5|категории-5]]. Максимальная длина сегмента — 100 метров.
* '''[[FOIRL]]''' — (акроним от {{lang-en|Fiber-optic inter-repeater link}}). Базовый стандарт для технологии Ethernet, использующий для передачи данных оптический кабель. Максимальное расстояние передачи данных без повторителя — 1 км.
* '''[[10BASE-F]]''', [[IEEE 802.3j]] — Основной термин для обозначения семейства 10 Мбит/с ethernet-стандартов, использующих оптический кабель на расстоянии до 2 километров: 10BASE-FL, 10BASE-FB и 10BASE-FP. Из перечисленного только 10BASE-FL получил широкое распространение.
* '''[[10BASE-FL]]''' ([[Fiber Link]]) — Улучшенная версия стандарта FOIRL. Улучшение коснулось увеличения длины сегмента до 2 км.
* '''[[10BASE-FB]]''' ([[Fiber Backbone]]) — Сейчас неиспользуемый стандарт, предназначался для объединения повторителей в магистраль.
* '''[[10BASE-FP]]''' ([[Fiber Passive]]) — Топология «пассивная звезда», в которой не нужны повторители — никогда не применялся.


=== Фразеологизмы и устойчивые сочетания ===
=== Быстрый Ethernet ([[Fast Ethernet]], 100 Мбит/с) ===
* '''[[100BASE-T]]''' — общий термин для обозначения стандартов, использующих в качестве среды передачи данных витую пару. Длина сегмента — до 100 метров. Включает в себя стандарты [[100BASE-TX]], [[100BASE-T4]] и [[100BASE-T2]].
* '''[[100BASE-TX]]''', [[IEEE 802.3u]] — развитие стандарта 10BASE-T для использования в сетях топологии «звезда». Задействована витая пара категории 5, фактически используются только две неэкранированные пары проводников, поддерживается дуплексная передача данных, расстояние до 100 м.
* '''[[100BASE-T4]]''' — стандарт, использующий витую пару категории 3. Задействованы все четыре пары проводников, передача данных идёт в полудуплексе. Практически не используется.
* '''[[100BASE-T2]]''' — стандарт, использующий витую пару категории 3. Задействованы только две пары проводников. Поддерживается полный дуплекс, когда сигналы распространяются в противоположных направлениях по каждой паре. Скорость передачи в одном направлении — 50 Мбит/с. Практически не используется.
* '''[[100BASE-FX]]''' — стандарт, использующий многомодовое волокно. Максимальная длина сегмента — 400 метров в полудуплексе (для гарантированного обнаружения коллизий) или 2 километра в полном дуплексе.
* '''[[100BASE-SX]]''' — стандарт, использующий многомодовое волокно. Максимальная длина ограничена только величиной затухания в оптическом кабеле и мощностью передатчиков, по разным материалам, от 2 до 10 километров.
* '''[[100BASE-FX WDM]]''' — стандарт, использующий одномодовое волокно. Максимальная длина ограничена только величиной затухания в волоконно-оптическом кабеле и мощностью передатчиков. Интерфейсы бывают двух видов, отличаются длиной волны передатчика и маркируются либо цифрами (длина волны), либо одной латинской буквой A (1310) или B (1550). В паре могут работать только парные интерфейсы: с одной стороны передатчик на 1310 нм, а с другой — на 1550 нм.


<!-- Служебное: -->
=== Гигабитный Ethernet (Gigabit Ethernet, 1 Гбит/с) ===
{{improve|pt|морфо|транскрипция/мн|пример|синонимы|гиперонимы|этимология}}
{{Основная статья|Gigabit Ethernet}}
{{Категория|язык=pt|Компьютерные сети|}}
* '''[[1000BASE-T]]''', [[IEEE 802.3ab]] — основной гигабитный стандарт, опубликованный в 1999 году<ref name=gbe-t-vs-tx2002>[http://www.ecmag.com/section/systems/category-6-gigabit-ethernet-standard-approved Category 6 Gigabit Ethernet Standard Approved] {{Wayback|url=http://www.ecmag.com/section/systems/category-6-gigabit-ethernet-standard-approved |date=20150630102352 }} January 2002</ref>, использует [[витая пара|витую пару]] категории 5e. В передаче данных участвуют 4 пары, каждая пара используется одновременно для передачи в обоих направлениях со скоростью 250 Мбит/с. Используется метод кодирования PAM5 ({{lang-en2|5-level Phase Amplitude Modulation}}, пятиуровневая фазоамплитудная модуляция)<ref>[http://grouper.ieee.org/groups/802/3/ab/public/nov97/geoff1.pdf How 1000BASE-T Works] {{Wayback|url=http://grouper.ieee.org/groups/802/3/ab/public/nov97/geoff1.pdf |date=20180115153459 }} // Geoff Thompson, IEEE802.3 Plenary, 13 Nov 1997</ref> с 4 линиями (4D-PAM5) и 4-мерной [[Треллис-модуляция|Треллис-модуляцией]] (TCM)<ref>[http://www.learn.geekinterview.com/it/networking/what-is-1000base-t-standard.html What is 1000BASE-T Standard] {{Wayback|url=http://www.learn.geekinterview.com/it/networking/what-is-1000base-t-standard.html |date=20150604223500 }}, 2008</ref><!-- , частота основной гармоники — 62,5 МГц{{нет АИ|25|01|2015}}-->. Расстояние — до 100 метров.
{{длина слова|8|pt}}
* '''[[1000BASE-TX]]''' был создан Ассоциацией телекоммуникационной промышленности (англ. ''Telecommunications Industry Association, TIA'') и опубликован в марте 2001 года как «Спецификация физического уровня дуплексного Ethernet 1000 Мб/с (1000BASE-TX) симметричных кабельных систем категории 6 (ANSI/TIA/EIA-854-2001)»<ref>''«A Full Duplex Ethernet Specification for 1000 Mbit/s (1000BASE-TX) Operating Over Category 6 Balanced Twisted-Pair Cabling (ANSI/TIA/EIA-854-2001)»''</ref><ref name=gbe-t-vs-tx2002/>. Распространения не получил из-за высокой стоимости кабелей<ref>[http://www.pcmag.com/encyclopedia/term/43779/gigabit-ethernet Gigabit Ethernet] {{Wayback|url=http://www.pcmag.com/encyclopedia/term/43779/gigabit-ethernet |date=20150307020926 }} // PCMag encyclopedia: «1000Base-TX … requires more expensive Category 6 cabling. It did not catch on as well due to the higher cable cost.»</ref>, фактически устарел<ref>Sanjaya Maniktala, [https://books.google.ru/books?id=1TSG_9N7NGAC&pg=PA18&dq= «1000BASE‑TX»&hl=en& Power Over Ethernet Interoperability Guide] {{Wayback|url=https://books.google.ru/books?id=1TSG_9N7NGAC&pg=PA18&dq=|date=20160306021338}}, 2013, ISBN 978-0-07-179826-6. page 18 «1000Base-TX is now considered a commercial failure and effectively obsolete.»</ref>. Стандарт разделяет принимаемые и посылаемые сигналы по парам (две пары передают данные, каждая на 500 Мбит/с, и две пары принимают), что упрощало бы конструкцию приёмопередающих устройств. Ещё одним существенным отличием [[1000BASE-TX]] являлось отсутствие схемы цифровой компенсации наводок и возвратных помех, в результате чего сложность, уровень энергопотребления и цена реализаций должны становиться ниже, чем у стандарта 1000BASE-T. Для работы технологии требуется кабельная система 6-й категории<ref name=gbe-t-vs-tx2002/>.


= {{-fr-}} =
* '''[[1000BASE-X]]''' — общий термин для обозначения стандартов со сменными приёмопередатчиками в форм-факторах [[GBIC]] или [[SFP]]. '''8B/10B,''' аналогичен коду 4B/5B, принятому в стандарте [[FDDI]]. Однако код 4B/5B был отвергнут в [[Fibre Channel]], потому что этот код не обеспечивает баланса по постоянному току<ref>{{Cite web|lang=ru|url=https://studopedia.net/3_61540_kakim-obrazom-proishodit-peredacha-dannih-i-kontrol-oshibok-na-urovne-MII.html|title=Каким образом происходит передача данных и контроль ошибок на уровне MII? — Студопедия.Нет|website=studopedia.net|access-date=2022-11-14|archive-date=2022-11-14|archive-url=https://web.archive.org/web/20221114153247/https://studopedia.net/3_61540_kakim-obrazom-proishodit-peredacha-dannih-i-kontrol-oshibok-na-urovne-MII.html|url-status=live}}</ref>.
* '''[[1000BASE-SX]]''', [[IEEE 802.3z]] — стандарт, использующий многомодовое волокно в первом окне прозрачности с длиной волны, равной 850 нм. Дальность прохождения сигнала составляет до 550 метров.
* '''[[1000BASE-LX]]''', [[IEEE 802.3z]] — стандарт, использующий одномодовое или многомодовое оптическое волокно во втором окне прозрачности с длиной волны, равной 1310 нм. Дальность прохождения сигнала зависит только от типа используемых приёмопередатчиков и, как правило, составляет для одномодового оптического волокна до 5 км и для многомодового оптического волокна - до 550 метров.
* '''1000BASE-CX''' — стандарт для коротких расстояний (до 25 метров), использующий 2-парный [[Витая пара|экранированный кабель]] (150 Ом, STP IBM Type I или лучше). Применяется кодирование 8B/10B, сигнал передаётся по одной паре, принимается по другой паре проводов; разъёмы — 9-контактный D, HSSDC<ref>[https://books.google.ru/books?id=vNWerfC39YoC&pg=PA173 Local Area High Speed Networks] {{Wayback|url=https://books.google.ru/books?id=vNWerfC39YoC&pg=PA173|date=20160427040003}} — Sams, 2000, ISBN 978-1-57870-113-1 — Chapter 9, page 193</ref>. Заменён стандартом 1000BASE-T и сейчас не используется.
* '''[[1000BASE-LH]]''' (Long Haul) — стандарт, использующий одномодовое волокно. Дальность прохождения сигнала без повторителя — до 100 километров<ref>[http://www.networkguruz.com/ethernet/varieties-of-ethernet/ Varieties of Ethernet] {{Wayback|url=http://www.networkguruz.com/ethernet/varieties-of-ethernet/ |date=20100608030029 }}, May 31, 2008{{ref|en}}</ref>.


=== Морфологические и синтаксические свойства ===
=== 2,5- и 5-гигабитные варианты (NBASE-T, MGBASE-T) ===
{{сущ fr |слоги=|}}
{{Основная статья|IEEE 802.3bz}}
В 2014 появились частные инициативы NBASE-T (Cisco) и MGBASE-T (Broadcom)<ref>[http://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] {{Wayback|url=http://blog.broadcom.com/network-infrastructure/meet-mgbase-t-new-2-55-gbps-ethernet-standard-eases-bottlenecked-enterprise-wireless-networks/ |date=20150120020131 }} 2014-12-01</ref><ref>[http://www.cnwintech.com/communications/mobilecomputing/wi-fi-crippling-ethernet-standard/ How Wi-Fi Is Crippling the Ethernet Standard] {{Wayback|url=http://www.cnwintech.com/communications/mobilecomputing/wi-fi-crippling-ethernet-standard/ |date=20160313125138 }}, December 26, 2014</ref> по созданию стандартов Ethernet со скоростью, промежуточной между 1 и 10 Гбит/с. Новый стандарт должен использовать существующую кабельную инфраструктуру категории 5e на расстояниях до 100 метров, предоставляя скорости в 2,5 или, менее вероятно, 5 Гбит/с. Среди причин появления инициатив — распространение Wi-Fi-маршрутизаторов, поддерживающих скорости более 1 гигабита (802.11ac Wave 2, 802.11ad, 802.11ax, LiFi), и невозможность использования 10 Гбит/с стандартов Ethernet по длинным кабелям 5e- и 6-й категорий<ref>[http://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.] {{Wayback|url=http://www.enterprisenetworkingplanet.com/netsp/why-2.5-and-5-gbps-are-the-next-ethernet-speeds.html |date=20141209031833 }} Oct 30, 2014</ref><ref>{{Cite web |url=http://www.networkworld.com/article/2840287/cisco-subnet/cisco-others-pushing-2-5g-5g-ethernet.html |title=Cisco, others pushing 2.5G, 5G Ethernet. Companies look to fill gap between 1G and 10G on existing copper |access-date=2015-01-25 |archive-date=2015-02-15 |archive-url=https://web.archive.org/web/20150215092407/http://www.networkworld.com/article/2840287/cisco-subnet/cisco-others-pushing-2-5g-5g-ethernet.html |url-status=live }}</ref>. Ранее группа IEEE 802 отмечала, что гипотетический стандарт 2500BASE-T мог бы быть близок по стоимости к 1000BASE-T решениям<ref>[http://www.ieee802.org/3/minutes/nov03/1103_CFI_2_5G_report.pdf CFI 2.5G report] {{Wayback|url=http://www.ieee802.org/3/minutes/nov03/1103_CFI_2_5G_report.pdf |date=20150924042029 }}, IEEE 802</ref>.


{{морфо |прист1=|корень1=|суфф1=|оконч=}}
Стандарт на 2,5 и 5 Гбит/с Ethernet по кабелям Cat 5e и Cat 6 был принят осенью 2016 года как [[IEEE 802.3bz]]<ref>[http://www.3dnews.ru/940099 Принят стандарт IEEE 802.3bz: 5-Гбит/с Ethernet без замены кабелей] {{Wayback|url=http://www.3dnews.ru/940099 |date=20160929144718 }} — 3dnews, 28.09.2016</ref><ref>[http://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] {{Wayback|url=http://www.ixbt.com/news/2016/09/27/ieee-802-3bz-ethernet-2-5-5.html |date=20160930130828 }} — ixbt, 27 сентября 2016</ref>.


=== Произношение ===
=== 10-гигабитный Ethernet (10G Ethernet, 10 Гбит/с) ===
{{transcription||}}
{{Основная статья|10-гигабитный Ethernet}}
Стандарт 10-гигабитного Ethernet включает в себя семь стандартов физической среды для [[LAN]], [[Metropolitan area network|MAN]] и [[Wide area network|WAN]]. В настоящее время он описывается поправкой [[IEEE 802.3ae]] и должен войти в следующую ревизию стандарта [[IEEE 802.3]].


=== Семантические свойства ===
* '''[[10GBASE-CX4]]''' — технология 10-гигабитного Ethernet для коротких расстояний (до 15 [[метр]]ов), используется медный кабель CX4 и коннекторы [[InfiniBand]].
{{илл}}
* '''[[10GBASE-SR]]''' — технология 10-гигабитного Ethernet для коротких расстояний (до 26 или 82 [[метр]]ов, в зависимости от типа кабеля), используется многомодовое волокно. Он также поддерживает расстояния до 300 метров с использованием нового многомодового волокна (2000 МГц/км).
* '''[[10GBASE-LX4]]''' — использует [[Спектральное уплотнение каналов|уплотнение по длине волны]] для поддержки расстояний от 240 до 300 [[метр]]ов по многомодовому волокну. Также поддерживает расстояния до 10 [[километр]]ов при использовании одномодового волокна.
* '''[[10GBASE-LR]]''' и '''[[10GBASE-ER]]''' — эти стандарты поддерживают расстояния до 10 и 40 [[километр]]ов, соответственно.
* '''[[10GBASE-SW]]''', '''[[10GBASE-LW]]''' и '''[[10GBASE-EW]]''' — эти стандарты используют физический интерфейс, совместимый по скорости и формату данных с интерфейсом [[OC-192]] / [[STM-64]] [[SONET]]/[[SDH]]. Они подобны стандартам [[10GBASE-SR]], [[10GBASE-LR]] и [[10GBASE-ER]] соответственно, так как используют те же самые типы кабелей и расстояния передачи.
* '''[[10GBASE-T]]''', [[IEEE 802.3an-2006]] — принят в июне 2006 года после 4 лет разработки. Использует витую пару категории 6 (максимальное расстояние 55 метров)<ref name=Olifer>{{книга |автор={{nobr|Олифер В. Г.}}, {{nobr|Олифер Н. А.}} |часть=Глава 13. Коммутируемые сети Ethernet |ссылка часть= |заглавие=Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы |издание=4-е изд |место=СПб.:Питер |издательство= |год=2010 |страницы=438 |серия= |isbn=978-5-49807-389-7 |тираж=4500}}</ref> и 6а (максимальное расстояние 100 метров)<ref name=Olifer/>.
* '''[[10GBASE-KR]]''' — технология 10-гигабитного Ethernet для кросс-плат (backplane/midplane) модульных коммутаторов/маршрутизаторов и серверов (Modular/Blade).


==== Значение ====
=== 40-гигабитный и 100-гигабитный Ethernet ===
#{{помета.|fr}} {{комп.|fr}} [[Ethernet]] ([[сетевой]] [[протокол]]) {{пример||перевод=}}
{{Основная статья|100-гигабитный Ethernet}}
Согласно наблюдениям Группы 802.3ba<ref>{{cite web|title=Стандарты окончательно утверждены в июне 2010 г. под названием IEEE 802.3ba-2010|url=http://www.ieee802.org/3/ba/index.html|date=2010-06-21|archive-url=https://www.webcitation.org/61AvUkuk0?url=http://www.ieee802.org/3/ba/index.html|archive-date=2011-08-24|url-status=dead}}</ref>, требования к полосе пропускания для вычислительных задач и приложений ядра сети растут с разными скоростями, что определяет необходимость двух соответствующих стандартов для следующих поколений Ethernet — 40 Gigabit Ethernet (или 40GbE) и 100 Gigabit Ethernet (или 100GbE). В настоящее время [[Сервер (аппаратное обеспечение)|серверы]], высокопроизводительные вычислительные [[Кластер (группа компьютеров)|кластеры]], [[Блейд-сервер|блейд-системы]], [[SAN]] и [[NAS]] используют технологии 1GbE и 10GbE, при этом в 2007 и 2008 гг. был отмечен значительный рост последней.
#


==== Синонимы ====
=== Перспективы ===
О [[Терабитный Ethernet|Terabit Ethernet]] (так упрощённо называют технологию Ethernet со скоростью передачи 1 Тбит/с) стало известно в [[2008 год]]у из заявления создателя Ethernet [[Меткалф, Роберт|Роберта Меткалфа]] на конференции OFC<ref>({{lang-en|Optical Fiber Communication Conference and Exposition}}; Конференции и выставки, посвящённые оптоволоконным коммуникациям). [http://www.ofcnfoec.org Сайт конференции] {{Wayback|url=http://www.ofcnfoec.org/ |date=20121109130948 }}</ref>, который предположил, что технология будет разработана к [[2015 год]]у, правда, не выразив при этом какой-либо уверенности, ведь для этого придётся решить немало проблем. Однако, по его мнению, ключевой технологией, которая может обслужить дальнейший рост трафика, станет одна из разработанных в предыдущем десятилетии — [[Спектральное уплотнение каналов|DWDM]].
#


==== Антонимы ====
<blockquote>
#
«Чтобы реализовать Ethernet 1 Тбит/с, необходимо преодолеть множество ограничений, включая 1550-нанометровые лазеры и модуляцию с частотой 15 ГГц. Для будущей сети нужны новые схемы модуляции, а также новое оптоволокно, новые лазеры, в общем, всё новое, — сказал Меткалф. — Неясно также, какая сетевая архитектура потребуется для её поддержки. Возможно, оптические сети будущего должны будут использовать волокно с вакуумной сердцевиной или углеродные волокна вместо [[кварц]]евых. Операторы должны будут внедрять больше полностью оптических устройств и оптику в свободном пространстве (безволоконную).
#
Боб Меткалф»<ref>[http://ko.com.ua/node/42926 «На пути к Terabit Ethernet»] {{Wayback|url=http://ko.com.ua/node/42926|date=20100601044318}}, Леонид Бараш, журнал [[Компьютерное обозрение]]</ref>.
</blockquote>


==== Гиперонимы ====
== См. также ==
#
* [[Сетевая карта]]
#
* [[Маршрутизатор]]


==== Гипонимы ====
== Примечания ==
#
{{примечания}}
#


=== Родственные слова ===
== Ссылки ==
{{родств-блок
{{Родственные проекты
|умласк=
|Портал = Интернет
|имена-собственные=
|существительные=
|прилагательные=
|глаголы=
|наречия=
}}
}}
* {{YouTube|HLziLmaYsO0|Что такое Ethernet?|logo=1}}
* [http://standards.ieee.org/getieee802/802.3.html Стандарт IEEE 802.3 2015]{{ref|en}}
* [http://standards.ieee.org/develop/regauth/ethertype/eth.txt Список кодов Ethertype (поддерживается IEEE)]{{ref|en}}


=== Этимология ===
{{нет источников|дата=2011-05-11}}
От {{этимология:|fr}}
{{Внешние ссылки}}
 
{{Ethernet}}
=== Фразеологизмы и устойчивые сочетания ===
{{Способы выхода в Интернет}}
{{IPstack|nocat=1}}


<!-- Служебное: -->
[[Категория:Протоколы физического уровня]]
{{improve|fr|морфо|транскрипция/мн|пример|синонимы|гиперонимы|этимология}}
[[Категория:Протоколы канального уровня]]
{{Категория|язык=fr|Компьютерные сети|}}
[[Категория:Ethernet| ]]
{{длина слова|8|fr}}

Текущая версия от 17:40, 27 марта 2026

Кабель UTP с разъёмом 8P8C<ref>Ошибочно называемый RJ-45.</ref>, используемый в Ethernet-сетях стандартов 10BASE-T, 100BASE-T(x) и 1000BASE-T(x)
Порт Ethernet на неттопе Gigabyte BRIX

Ethernet (англ. Шаблон:Lang-en2 {{#if: | [ˈiːθəˌnɛt] | [ˈiːθəˌnɛt] }} от Шаблон:Lang-en2 {{#if: | [ˈiːθə] | [ˈiːθə] }} «эфир» + Шаблон:Lang-en2 «сеть, цепь») — семейство технологий пакетной передачи данных между устройствами для компьютерных и промышленных сетей. Это самый распространенный протокол в мире, используемый для построения локальных сетей (LAN) и городских сетей (MAN). Протоколы Ethernet работают на канальном и физическом уровне модели OSI, предоставляя средства для передачи данных между устройствами. Блок данных протокола Ethernet называется кадр.

Существует несколько версий протокола Ethernet, но все они работают по одному принципу. Ethernet использует кабельное соединение для передачи данных и использует адресацию MAC (Media Access Control) для идентификации отправителя и получателя данных.

Технология Ethernet работает следующим образом:

  1. Устройство, которое хочет отправить данные, создает кадр данных, содержащий информацию для отправки.
  2. Кадр данных отправляется на сетевой адаптер устройства, который преобразует его в электрический или оптический сигнал, подходящий для передачи по кабелю.
  3. Сетевой адаптер отправляет сигнал по кабелю в коммутатор или маршрутизатор, который находится в той же локальной сети, что и устройство.
  4. Коммутатор или маршрутизатор получает сигнал, проверяет адрес MAC получателя и направляет кадр данных к соответствующему устройству.
  5. Устройство-получатель получает кадр данных, проверяет чексумму (FCS) и обрабатывает его.

Стандарты Ethernet определяют проводные соединения и электрические сигналы на физическом уровне, формат кадров и протоколы управления доступом к среде — на канальном уровне модели OSI. Ethernet в основном описывается стандартами IEEE группы 802.3<ref>Шаблон:Cite web</ref>. Ethernet стал одной из самых распространённых технологий ЛВС в середине 1990-х годов, вытеснив такие устаревшие технологии, как Token Ring, FDDI и ARCNET.

Название «Ethernet» (буквально «эфирная сеть») 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 мая 1973 года, когда Роберт Меткалф (Robert Metcalfe) составил докладную записку для главы PARC о потенциале технологии Ethernet<ref>Шаблон:Cite web</ref>. 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».

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 сентября 1980 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<ref>Шаблон:Cite web</ref>.

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 развязка трансформаторного 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<ref>RFC 2544, § 9.1</ref>, 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<ref>Шаблон:Cite web</ref>, 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). Для синхронизации в начале кадра отправлялся синхронизирующий бит. В заголовке содержалось аппаратные адреса отправителя и получателя длиной 8 бит каждый. В конце кадра добавлялась CRC Check Sequence длиной в 16 бит.
  • 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. EtherType должен принимать значение не меньше чем 1536 (0x0600). Это позволяет отличать данный формат кадра от других, указывающих в заголовке размер передаваемых данных, который не может быть больше 1500. Часто используется непосредственно протоколом Интернета.
Наиболее распространённый формат кадра Ethernet II
  • Novell — внутренняя модификация IEEE 802.3 без LLC (Logical Link Control). Соответствует Ethernet II, но вместо EtherType указывается размер данных в кадре в байтах.
  • Кадр IEEE 802.3 LLC.
  • Кадр IEEE 802.3 LLC/SNAP.
  • Некоторые сетевые карты Ethernet, производившиеся компанией Hewlett-Packard, использовали при работе кадр формата IEEE 802.12, соответствующий стандарту 100VG-AnyLAN.

В качестве дополнения Ethernet-кадр может содержать тег IEEE 802.1Q для идентификации VLAN, к которой он адресован, а в нём IEEE 802.1p для указания приоритетности.

Разные типы кадра имеют различный формат и значение MTU.

Кадры Ethernet, размер которых меньше 64 байт, называются карликами. Такие кадры почти всегда возникают из-за коллизий, также они могут появляться из-за проблем с программным обеспечением<ref>Шаблон:Cite web</ref><ref>Шаблон:Cite web</ref>.

MAC-адреса

При проектировании стандарта Ethernet было предусмотрено, что каждая сетевая карта (равно как и встроенный сетевой интерфейс) должна иметь уникальный шестибайтный номер (MAC-адрес), прошитый в ней при изготовлении. Этот номер используется для идентификации отправителя и получателя кадра, и предполагается, что при появлении в сети нового компьютера (или другого устройства, способного работать в сети) сетевому администратору не придётся настраивать MAC-адрес.

Уникальность MAC-адресов достигается тем, что каждый производитель получает в координирующем комитете IEEE Registration Authority диапазон из шестнадцати миллионов (224) адресов, и по мере исчерпания выделенных адресов может запросить новый диапазон. Поэтому по трём старшим байтам MAC-адреса можно определить производителя. Существуют таблицы, позволяющие определить производителя по MAC-адресу; в частности, они включены в программы типа arpalert.

MAC-адрес считывается один раз из ПЗУ при инициализации сетевой карты, в дальнейшем все кадры генерируются операционной системой. Все современные операционные системы позволяют поменять его. Для Windows, начиная, как минимум, с Windows 98, он менялся в реестре. Некоторые драйверы сетевых карт давали возможность изменить его в настройках, но смена работает абсолютно для любых карт.

Некоторое время назад, когда драйверы сетевых карт не давали возможность изменить свой MAC-адрес, а альтернативные возможности не были слишком известны, некоторые провайдеры Internet использовали его для идентификации машины в сети при учёте трафика. Программы из Microsoft Office, начиная с версии Office 97, записывали MAC-адрес сетевой платы в редактируемый документ в качестве составляющей уникального GUID-идентификатора<ref>Шаблон:Cite web</ref>.

Разновидности Ethernet

В зависимости от скорости передачи данных и передающей среды существует несколько вариантов технологии. Независимо от способа передачи, стек сетевого протокола и программы работают одинаково практически во всех нижеперечисленных вариантах.

В этом разделе дано краткое описание всех официально существующих разновидностей. По некоторым причинам, в дополнение к основному стандарту многие производители рекомендуют пользоваться другими запатентованными носителями — например, для увеличения расстояния между точками сети используется волоконно-оптический кабель.

Большинство Ethernet-карт и других устройств имеет поддержку нескольких скоростей передачи данных, используя автоопределение (autonegotiation) скорости и дуплексности для достижения наилучшего соединения между двумя устройствами. Если автоопределение не срабатывает, скорость подстраивается под партнёра и включается режим полудуплексной передачи. Например, наличие в устройстве порта Ethernet 10/100 говорит о том, что через него можно работать по технологиям 10BASE-T и 100BASE-TX, а порт Ethernet 10/100/1000 — поддерживает стандарты 10BASE-T, 100BASE-TX и 1000BASE-T.

Ранние модификации Ethernet

  • Xerox Ethernet — оригинальная технология, скорость 3 Мбит/с, существовала в двух вариантах Version 1 и Version 2, формат кадра последней версии до сих пор имеет широкое применение. Это исторически самая ранняя проводная локальная сеть. Его идея заключалась в том, чтобы передавать информацию в едином носителе, который представлял собой коаксиальный кабель максимальной длиной 2500 м. Через каждые 500 метров располагались регенерирующие устройства<ref>Шаблон:Cite web</ref>.
  • 1BROAD36 — широкого распространения не получил. Один из первых стандартов, позволяющий работать на больших расстояниях. Использовал технологию широкополосной модуляции, похожей на ту, что используется в кабельных модемах. В качестве среды передачи данных использовался коаксиальный кабель.
  • 1BASE5 — StarLAN был первым стандартом IEEE 802.3 для Ethernet по витой паре. Он был стандартизирован ассоциацией стандартов Института инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) 802.3e в 1986 году как версия Ethernet 1BASE5<ref>Шаблон:Cite web</ref>. Работал на скорости 1 Мбит/с, но не нашёл коммерческого применения.

10 Мбит/с Ethernet

  • 10BASE5, IEEE 802.3 (называемый также «Толстый Ethernet») — первоначальная разработка технологии со скоростью передачи данных 10 Мбит/с. Следуя раннему стандарту, IEEE использует коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 50 Ом (RG-8), с максимальной длиной сегмента 500 метров.
  • 10BASE2, IEEE 802.3a (называемый «Тонкий Ethernet») — используется кабель RG-58, с максимальной длиной сегмента 185 метров, компьютеры присоединялись один к другому, для подключения кабеля к сетевой карте нужен T-коннектор, а на кабеле должен быть BNC-коннектор. Требуется наличие терминаторов на каждом конце. Многие годы этот стандарт был основным для технологии Ethernet.
  • StarLAN 10 — Первая разработка, использующая витую пару для передачи данных на скорости 10 Мбит/с. В дальнейшем эволюционировал в стандарт 10BASE-T.
  • 10BASE-T, IEEE 802.3i — для передачи данных используется 4 провода кабеля витой пары (две скрученные пары) категории 3 или категории-5. Максимальная длина сегмента — 100 метров.
  • FOIRL — (акроним от англ. Шаблон:Lang-en2). Базовый стандарт для технологии Ethernet, использующий для передачи данных оптический кабель. Максимальное расстояние передачи данных без повторителя — 1 км.
  • 10BASE-F, IEEE 802.3j — Основной термин для обозначения семейства 10 Мбит/с ethernet-стандартов, использующих оптический кабель на расстоянии до 2 километров: 10BASE-FL, 10BASE-FB и 10BASE-FP. Из перечисленного только 10BASE-FL получил широкое распространение.
  • 10BASE-FL (Fiber Link) — Улучшенная версия стандарта FOIRL. Улучшение коснулось увеличения длины сегмента до 2 км.
  • 10BASE-FB (Fiber Backbone) — Сейчас неиспользуемый стандарт, предназначался для объединения повторителей в магистраль.
  • 10BASE-FP (Fiber Passive) — Топология «пассивная звезда», в которой не нужны повторители — никогда не применялся.

Быстрый Ethernet (Fast Ethernet, 100 Мбит/с)

  • 100BASE-T — общий термин для обозначения стандартов, использующих в качестве среды передачи данных витую пару. Длина сегмента — до 100 метров. Включает в себя стандарты 100BASE-TX, 100BASE-T4 и 100BASE-T2.
  • 100BASE-TX, IEEE 802.3u — развитие стандарта 10BASE-T для использования в сетях топологии «звезда». Задействована витая пара категории 5, фактически используются только две неэкранированные пары проводников, поддерживается дуплексная передача данных, расстояние до 100 м.
  • 100BASE-T4 — стандарт, использующий витую пару категории 3. Задействованы все четыре пары проводников, передача данных идёт в полудуплексе. Практически не используется.
  • 100BASE-T2 — стандарт, использующий витую пару категории 3. Задействованы только две пары проводников. Поддерживается полный дуплекс, когда сигналы распространяются в противоположных направлениях по каждой паре. Скорость передачи в одном направлении — 50 Мбит/с. Практически не используется.
  • 100BASE-FX — стандарт, использующий многомодовое волокно. Максимальная длина сегмента — 400 метров в полудуплексе (для гарантированного обнаружения коллизий) или 2 километра в полном дуплексе.
  • 100BASE-SX — стандарт, использующий многомодовое волокно. Максимальная длина ограничена только величиной затухания в оптическом кабеле и мощностью передатчиков, по разным материалам, от 2 до 10 километров.
  • 100BASE-FX WDM — стандарт, использующий одномодовое волокно. Максимальная длина ограничена только величиной затухания в волоконно-оптическом кабеле и мощностью передатчиков. Интерфейсы бывают двух видов, отличаются длиной волны передатчика и маркируются либо цифрами (длина волны), либо одной латинской буквой A (1310) или B (1550). В паре могут работать только парные интерфейсы: с одной стороны передатчик на 1310 нм, а с другой — на 1550 нм.

Гигабитный Ethernet (Gigabit Ethernet, 1 Гбит/с)

Ошибка скрипта: Модуля «Основная статья» не существует.

  • 1000BASE-T, IEEE 802.3ab — основной гигабитный стандарт, опубликованный в 1999 году<ref name=gbe-t-vs-tx2002>Category 6 Gigabit Ethernet Standard Approved Шаблон:Wayback January 2002</ref>, использует витую пару категории 5e. В передаче данных участвуют 4 пары, каждая пара используется одновременно для передачи в обоих направлениях со скоростью 250 Мбит/с. Используется метод кодирования PAM5 (Шаблон:Lang-en2, пятиуровневая фазоамплитудная модуляция)<ref>How 1000BASE-T Works Шаблон:Wayback // Geoff Thompson, IEEE802.3 Plenary, 13 Nov 1997</ref> с 4 линиями (4D-PAM5) и 4-мерной Треллис-модуляцией (TCM)<ref>What is 1000BASE-T Standard Шаблон:Wayback, 2008</ref>. Расстояние — до 100 метров.
  • 1000BASE-TX был создан Ассоциацией телекоммуникационной промышленности (англ. Telecommunications Industry Association, TIA) и опубликован в марте 2001 года как «Спецификация физического уровня дуплексного Ethernet 1000 Мб/с (1000BASE-TX) симметричных кабельных систем категории 6 (ANSI/TIA/EIA-854-2001)»<ref>«A Full Duplex Ethernet Specification for 1000 Mbit/s (1000BASE-TX) Operating Over Category 6 Balanced Twisted-Pair Cabling (ANSI/TIA/EIA-854-2001)»</ref><ref name=gbe-t-vs-tx2002/>. Распространения не получил из-за высокой стоимости кабелей<ref>Gigabit Ethernet Шаблон:Wayback // PCMag encyclopedia: «1000Base-TX … requires more expensive Category 6 cabling. It did not catch on as well due to the higher cable cost.»</ref>, фактически устарел<ref>Sanjaya Maniktala, «1000BASE‑TX»&hl=en& Power Over Ethernet Interoperability Guide Шаблон:Wayback, 2013, ISBN 978-0-07-179826-6. page 18 «1000Base-TX is now considered a commercial failure and effectively obsolete.»</ref>. Стандарт разделяет принимаемые и посылаемые сигналы по парам (две пары передают данные, каждая на 500 Мбит/с, и две пары принимают), что упрощало бы конструкцию приёмопередающих устройств. Ещё одним существенным отличием 1000BASE-TX являлось отсутствие схемы цифровой компенсации наводок и возвратных помех, в результате чего сложность, уровень энергопотребления и цена реализаций должны становиться ниже, чем у стандарта 1000BASE-T. Для работы технологии требуется кабельная система 6-й категории<ref name=gbe-t-vs-tx2002/>.
  • 1000BASE-X — общий термин для обозначения стандартов со сменными приёмопередатчиками в форм-факторах GBIC или SFP. 8B/10B, аналогичен коду 4B/5B, принятому в стандарте FDDI. Однако код 4B/5B был отвергнут в Fibre Channel, потому что этот код не обеспечивает баланса по постоянному току<ref>Шаблон:Cite web</ref>.
  • 1000BASE-SX, IEEE 802.3z — стандарт, использующий многомодовое волокно в первом окне прозрачности с длиной волны, равной 850 нм. Дальность прохождения сигнала составляет до 550 метров.
  • 1000BASE-LX, IEEE 802.3z — стандарт, использующий одномодовое или многомодовое оптическое волокно во втором окне прозрачности с длиной волны, равной 1310 нм. Дальность прохождения сигнала зависит только от типа используемых приёмопередатчиков и, как правило, составляет для одномодового оптического волокна до 5 км и для многомодового оптического волокна - до 550 метров.
  • 1000BASE-CX — стандарт для коротких расстояний (до 25 метров), использующий 2-парный экранированный кабель (150 Ом, STP IBM Type I или лучше). Применяется кодирование 8B/10B, сигнал передаётся по одной паре, принимается по другой паре проводов; разъёмы — 9-контактный D, HSSDC<ref>Local Area High Speed Networks Шаблон:Wayback — Sams, 2000, ISBN 978-1-57870-113-1 — Chapter 9, page 193</ref>. Заменён стандартом 1000BASE-T и сейчас не используется.
  • 1000BASE-LH (Long Haul) — стандарт, использующий одномодовое волокно. Дальность прохождения сигнала без повторителя — до 100 километров<ref>Varieties of Ethernet Шаблон:Wayback, May 31, 2008Шаблон:Ref</ref>.

2,5- и 5-гигабитные варианты (NBASE-T, MGBASE-T)

Ошибка скрипта: Модуля «Основная статья» не существует. В 2014 появились частные инициативы NBASE-T (Cisco) и MGBASE-T (Broadcom)<ref>Meet MGBASE-T: New 2.5/5 Gbps Ethernet Standard Eases Bottlenecked Enterprise Wireless Networks Шаблон:Wayback 2014-12-01</ref><ref>How Wi-Fi Is Crippling the Ethernet Standard Шаблон:Wayback, December 26, 2014</ref> по созданию стандартов Ethernet со скоростью, промежуточной между 1 и 10 Гбит/с. Новый стандарт должен использовать существующую кабельную инфраструктуру категории 5e на расстояниях до 100 метров, предоставляя скорости в 2,5 или, менее вероятно, 5 Гбит/с. Среди причин появления инициатив — распространение Wi-Fi-маршрутизаторов, поддерживающих скорости более 1 гигабита (802.11ac Wave 2, 802.11ad, 802.11ax, LiFi), и невозможность использования 10 Гбит/с стандартов Ethernet по длинным кабелям 5e- и 6-й категорий<ref>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. Шаблон:Wayback Oct 30, 2014</ref><ref>Шаблон:Cite web</ref>. Ранее группа IEEE 802 отмечала, что гипотетический стандарт 2500BASE-T мог бы быть близок по стоимости к 1000BASE-T решениям<ref>CFI 2.5G report Шаблон:Wayback, IEEE 802</ref>.

Стандарт на 2,5 и 5 Гбит/с Ethernet по кабелям Cat 5e и Cat 6 был принят осенью 2016 года как IEEE 802.3bz<ref>Принят стандарт IEEE 802.3bz: 5-Гбит/с Ethernet без замены кабелей Шаблон:Wayback — 3dnews, 28.09.2016</ref><ref>Принята спецификация IEEE 802.3bz — стандартизованы скорости Ethernet 2,5 Гбит/с и 5 Гбит/с Шаблон:Wayback — ixbt, 27 сентября 2016</ref>.

10-гигабитный Ethernet (10G Ethernet, 10 Гбит/с)

Ошибка скрипта: Модуля «Основная статья» не существует. Стандарт 10-гигабитного Ethernet включает в себя семь стандартов физической среды для LAN, MAN и WAN. В настоящее время он описывается поправкой IEEE 802.3ae и должен войти в следующую ревизию стандарта IEEE 802.3.

  • 10GBASE-CX4 — технология 10-гигабитного Ethernet для коротких расстояний (до 15 метров), используется медный кабель CX4 и коннекторы InfiniBand.
  • 10GBASE-SR — технология 10-гигабитного Ethernet для коротких расстояний (до 26 или 82 метров, в зависимости от типа кабеля), используется многомодовое волокно. Он также поддерживает расстояния до 300 метров с использованием нового многомодового волокна (2000 МГц/км).
  • 10GBASE-LX4 — использует уплотнение по длине волны для поддержки расстояний от 240 до 300 метров по многомодовому волокну. Также поддерживает расстояния до 10 километров при использовании одномодового волокна.
  • 10GBASE-LR и 10GBASE-ER — эти стандарты поддерживают расстояния до 10 и 40 километров, соответственно.
  • 10GBASE-SW, 10GBASE-LW и 10GBASE-EW — эти стандарты используют физический интерфейс, совместимый по скорости и формату данных с интерфейсом OC-192 / STM-64 SONET/SDH. Они подобны стандартам 10GBASE-SR, 10GBASE-LR и 10GBASE-ER соответственно, так как используют те же самые типы кабелей и расстояния передачи.
  • 10GBASE-T, IEEE 802.3an-2006 — принят в июне 2006 года после 4 лет разработки. Использует витую пару категории 6 (максимальное расстояние 55 метров)<ref name=Olifer>Шаблон:Книга</ref> и 6а (максимальное расстояние 100 метров)<ref name=Olifer/>.
  • 10GBASE-KR — технология 10-гигабитного Ethernet для кросс-плат (backplane/midplane) модульных коммутаторов/маршрутизаторов и серверов (Modular/Blade).

40-гигабитный и 100-гигабитный Ethernet

Ошибка скрипта: Модуля «Основная статья» не существует. Согласно наблюдениям Группы 802.3ba<ref>Шаблон:Cite web</ref>, требования к полосе пропускания для вычислительных задач и приложений ядра сети растут с разными скоростями, что определяет необходимость двух соответствующих стандартов для следующих поколений Ethernet — 40 Gigabit Ethernet (или 40GbE) и 100 Gigabit Ethernet (или 100GbE). В настоящее время серверы, высокопроизводительные вычислительные кластеры, блейд-системы, SAN и NAS используют технологии 1GbE и 10GbE, при этом в 2007 и 2008 гг. был отмечен значительный рост последней.

Перспективы

О Terabit Ethernet (так упрощённо называют технологию Ethernet со скоростью передачи 1 Тбит/с) стало известно в 2008 году из заявления создателя Ethernet Роберта Меткалфа на конференции OFC<ref>(англ. Шаблон:Lang-en2; Конференции и выставки, посвящённые оптоволоконным коммуникациям). Сайт конференции Шаблон:Wayback</ref>, который предположил, что технология будет разработана к 2015 году, правда, не выразив при этом какой-либо уверенности, ведь для этого придётся решить немало проблем. Однако, по его мнению, ключевой технологией, которая может обслужить дальнейший рост трафика, станет одна из разработанных в предыдущем десятилетии — DWDM.

«Чтобы реализовать Ethernet 1 Тбит/с, необходимо преодолеть множество ограничений, включая 1550-нанометровые лазеры и модуляцию с частотой 15 ГГц. Для будущей сети нужны новые схемы модуляции, а также новое оптоволокно, новые лазеры, в общем, всё новое, — сказал Меткалф. — Неясно также, какая сетевая архитектура потребуется для её поддержки. Возможно, оптические сети будущего должны будут использовать волокно с вакуумной сердцевиной или углеродные волокна вместо кварцевых. Операторы должны будут внедрять больше полностью оптических устройств и оптику в свободном пространстве (безволоконную). Боб Меткалф»<ref>«На пути к Terabit Ethernet» Шаблон:Wayback, Леонид Бараш, журнал Компьютерное обозрение</ref>.

См. также

Примечания

Шаблон:Примечания

Ссылки

Шаблон:Родственные проекты

Шаблон:Нет источников Шаблон:Внешние ссылки Шаблон:Ethernet Шаблон:Способы выхода в Интернет Шаблон:Навигационная таблица