В этой статье мы рассмотрим что такое ethernet сети, так как в настоящее время они получили наибольшее распространение во всем мире. Этот стандарт поддерживают все современные операционные системы, а разработан он в 1975 году компанией Xerox. Прижился он благодаря простоте и стабильности работы сетей.
Принцип работы
Информацию компьютеры воспринимают в виде двоичного кода, то есть она цифровая. В случае передачи информации между двумя компьютерами вроде все просто. Один информацию передал, другой принял. Но мы говорим не о 2-х компьютерах, а о сетях. Представьте, что несколько компьютеров передают в сеть данные мешая нули и единицы между собой. Такую ерунду не один компьютер разобрать не сможет. То есть они должны как-то делить между собой связывающий их кабель. Сети Ethernet для такого разделения применяют метод CSMA/CD (Carrier Sense Multiply Accsess / Collision Detection — общий доступ с контролем несущей/обнаружением коллизий).
Суть метода в том, что компьютер начав передачу данных прослушивает сеть на предмет передачи данных другим компьютером. В этот момент данные могут смешаться. Это и есть коллизия (конфликт). При возникновении коллизии он прекращает передачу и возобновляет её позже, через время вычисляемое случайным образом. Чем больше компьютеров передают данные тем больше возникает коллизий.
Компьютер ждет пока в сети не будет несущей, то есть — тишины и отправляет сформированный кадр информации. В кадре содержатся сведения о том, кому он предназначен и другой компьютер обнаружив в нем свой адрес принимает его и сообщает о том, что пакет принят. В случае появления конфликта предающий компьютер прерывает передачу и повторяет её снова через определённое количество времени, до тех пор пока не получит сообщение о получении от принимающего устройства.
В общем в сети передает данные только один компьютер, остальные в этот момент только слушают. Понятное дело такой подход имеет ограничения. Совершенных вещей в мире нет. Недостатки технологии очевидны. Их закладывает стандарт. Компьютер должен обнаружить конфликт до окончания передачи кадра, а отсюда следует, что длинна кабеля имеет значение, и не только это.
Стандарты
Ограничения можно просчитать. Ныне устаревший стандарт 10Bast-T (802.3L) предлагает использования витой пары (8-ми жильный кабель), и концентраторов (hub) соединяющих сеть. Количество хабов между 2-мя компьютерами (исходя из надёжности сети) не более четырех. Таким образом:
- В сети не более 1024 компьютеров;
- Максимальная скорость 10 Мбит/с;
- Длинна кабеля до 100 метров;
- Расстояние между 2-мя узлами до 500 метров.
Сейчас хабы не применяются. Их заменили коммутаторы (swith). Они снижают количество коллизией ограничивая направления движения маршрутов. Витая пара применяется, но только для построения локальных сетей ввиду ограничения её длинны. Длинные линии делаются из оптоволокна, позволяющего предавать до 10 Гбит/с.
Стандарты создает институт инженеров по электронике и радиоэлектроники (IEEE) созданный в 1984 году.
Наиболее применяемые стандарты сетей IEEE 802.3. Обычно в инструкциях к сетевому оборудованию описывается какие стандарты оно поддерживает.
Как и чем передаются данные
Физически способов передачи данных всего два. Проводной и беспроводной. Если опустить телефонные линии, используемые исключительно из-за их доступности, то для передачи данных применяются:
- коаксиальный кабель;
- оптоволокно;
- витая пара;
Рассмотрим подробнее.
На рисунке видно, что коаксиальный кабель — это проводник второй жилой которого является экран снижающий возможные помехи, между жилами и снаружи экрана изоляция. Если Вы думаете, что этот вид кабеля уже не применяется, то ошибаетесь. Так провайдер Дом.ru, например, активно применяет его для цифрового телевидения. Хотя в целом он конечно устарел.
Витая пара (UTP) — это 2 ил 4 скрученных между собой пары проводников с двойной изоляцией. Не многие знают, что витая пара делится на категории (а она делится). И ещё меньше знающих о чём эти самые категории говорят. Да и не суть важно. Главное знать, что для локальных сетей применяется витая пара 5 и 6 категории, передающая до 100 Мбит/с и 1000 Мбит/с соответственно.
Оптоволокно — это кабель состоящий из прозрачного сердечника и оболочки. Изобретен довольно давно, но применяться стал довольно не давно, так как долгое время не могли справиться с затуханиями в кабеле, но на сегодняшний день это самый быстрый и эффективный способ передачи данных.
Кроме того, как говорилось выше есть беспроводные технологии передачи данных. В нашей стране не слишком распространены из-за бюрократических проблем с частотами радиосвязи, а на западе применяются довольно часто.
Имеются так же спутниковые каналы связи, но они, в основном, применяются в отдаленных районах где другой альтернативы попросту нет, и имеют ряд недостатков (время отклика, стоимость, выбор провайдера и т.д.)
Для локальных сетей в основном применяется витая пара и WiFi — Так же работающий по Etenet стандарту.
