วิธีการทำงานของอีเธอร์เน็ต

How Ethernet Works

อีเธอร์เน็ตเป็นเทคโนโลยีเครือข่ายที่ช่วยให้คอมพิวเตอร์และอุปกรณ์อื่น ๆ ในเครือข่ายเดียวกันสามารถสื่อสารกันได้ ต่างจากการสื่อสารแบบไร้สาย สัญญาณผ่านสายในเครือข่ายอีเทอร์เน็ต นี่คือประเภทของเครือข่ายที่อยู่เบื้องหลัง Local Area Networks (LAN), Metropolitan Area Networks (MAN) และ Wide Area Networks (WAN) เนื่องจากความต้องการความเร็วเครือข่ายที่เร็วขึ้นยังคงเพิ่มสูงขึ้น เทคโนโลยีอีเทอร์เน็ตก็ยังคงเพิ่มสูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง ในสมัยก่อน อีเธอร์เน็ตพื้นฐาน มาตรฐานถูกนำไปใช้อย่างกว้างขวาง แต่ความเร็วที่รวบรวมข้อมูลได้นั้นช้า 10Mbps ความเร็วของอีเทอร์เน็ตในภายหลังเพิ่มขึ้นอย่างมากถึง 100Mbps ด้วย Fast Ethernet มาตรฐาน. แม้ว่า Fast Ethernet ยังคงเป็นมาตรฐานที่ใช้กันมากที่สุดในปัจจุบัน แต่มาตรฐานที่รองรับความเร็วที่เร็วกว่า เช่น กิกะบิตอีเธอร์เน็ต ซึ่งสามารถรองรับได้ถึง 1,000 Mbps หรือ 1Gbps และ อีเธอร์เน็ต 10 กิกะบิต กำลังดำเนินการอยู่โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมขนาดใหญ่

วิธีการทำงานของอีเธอร์เน็ต

อุปกรณ์แต่ละตัวในเครือข่ายอีเทอร์เน็ตมีการ์ดอีเทอร์เน็ตหรือที่เรียกกันทั่วไปว่า NIC (Network Interface Controller) อุปกรณ์เหล่านี้เรียกว่า โหนด และพวกเขาคุยกันโดยใช้ โปรโตคอล . ในบริบทของเครือข่าย โปรโตคอลคือภาษาของการสื่อสารระหว่างอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อ โหนดสื่อสารผ่านเฟรม ชิ้นส่วนของข้อมูลที่โหนดส่งเป็นข้อความสั้น เฟรม นำข้อมูลที่โหนดกำลังส่งไปยังโหนดอื่น ถ้าโปรโตคอลคือภาษา เฟรมคือประโยค โปรโตคอลอีเทอร์เน็ตระบุชุดของกฎสำหรับการสร้างเฟรม และแต่ละเฟรมมีปลายทางและที่อยู่ต้นทางเพื่อระบุผู้ส่งและผู้รับของเฟรม ไม่มีสองโหนดที่มีที่อยู่เดียวกัน อุปกรณ์เชื่อมต่อกันผ่านสายอีเทอร์เน็ต หรือเรียกอีกอย่างว่า ปานกลาง .



สัญญาณมีแนวโน้มที่จะลดทอนลงเมื่อเดินทางผ่านสายเคเบิล สัญญาณบางอย่างอาจสูญหายได้หากสายเคเบิลยาวเกินไป จำเป็นต้องขยายสัญญาณเพื่อรักษาคุณภาพ ในเครือข่ายอีเทอร์เน็ต แอมพลิฟายเออร์เหล่านี้เรียกว่า Repeaters ตัวทำซ้ำหรือตัวเพิ่มสัญญาณเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ขยายและส่งสัญญาณอีกครั้ง ตัวทำซ้ำเหล่านี้ได้รับการติดตั้งตามช่วงเวลาหนึ่งในเครือข่ายอีเทอร์เน็ต



สัญญาณชนกัน

ปัญหาทั่วไปในเครือข่ายอีเทอร์เน็ตคือการชนกันของสัญญาณ ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อคอมพิวเตอร์สองเครื่องขึ้นไปส่งข้อมูลพร้อมกัน CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) จัดการกับปัญหาเครือข่ายนี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ กับ ความหมายผู้ให้บริการ e คอมพิวเตอร์ตรวจสอบว่ามีการใช้สายก่อนส่งข้อมูลหรือไม่ ซึ่งใช้เมื่อคอมพิวเตอร์หลายเครื่องใช้การเชื่อมต่อเดียวกัน ดังนั้น การเข้าถึงหลายรายการ . เมื่ออุปกรณ์ในเครือข่ายส่งข้อมูลพร้อมกัน ข้อมูลนี้จะชนกันและไม่สามารถส่งข้อมูลได้สำเร็จ การตรวจจับการชน คือความสามารถของอุปกรณ์ในเครือข่ายในการตรวจจับว่าอุปกรณ์อื่นได้ส่งข้อมูลไปยังอุปกรณ์อื่นด้วย เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้น อุปกรณ์ดังกล่าวจะรอเป็นระยะเวลาหนึ่งแบบสุ่ม จากนั้นลองส่งข้อมูลอีกครั้ง



สายอีเธอร์เน็ต

สายเคเบิลอีเทอร์เน็ตผูกอุปกรณ์ทั้งหมดในเครือข่ายเข้าด้วยกัน ปัจจุบันมีสายเคเบิลอีเทอร์เน็ตอยู่สองประเภท: Twisted Pair และ Fiber Optics ประเภทของสายเคเบิลที่ใช้เป็นตัวกำหนดประสิทธิภาพของเครือข่าย

สายคู่บิดเกลียว

สายเคเบิลอีเทอร์เน็ตแบบ Twisted Pair ทำจากสายทองแดงที่บิดเป็นคู่และรวมเข้าด้วยกันในฝาพลาสติก ปลายสายถูกผนึกไว้ในขั้วต่อ RJ45 สายเคเบิล Twisted Pair มีมาตั้งแต่เริ่มต้นของเครือข่ายอีเธอร์เน็ต และจำแนกตามหมวดหมู่ต่างๆ

สายเคเบิลแรกที่ใช้ในเครือข่ายอีเทอร์เน็ตคือ หมวด 1 สายเคเบิลที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในปี 1970 หรือที่เรียกว่าสายโคแอกเชียล สายเคเบิลนี้ประกอบด้วยสายโทรศัพท์บิดเกลียวที่หุ้มด้วยปลอกพลาสติก การทำซ้ำที่ตามมามีการปรับปรุงในด้านความถี่และประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตาม ไม่ถึงปี 1995 เมื่อความถี่และความเร็วเพิ่มขึ้นอย่างมาก หมวด 5 สายเคเบิลมีความถี่มากกว่า 100MHz และความเร็วที่เร็วกว่ามากที่ 100Mbps ไม่นานก่อนหมวด 5e หรือ แมว 5e เปิดตัวสายเคเบิลเพิ่มความเร็วเป็น 1Gbps NS หมวด 6 สายเคเบิลออกมาเมื่อต้นศตวรรษที่ 21 สายเคเบิล Cat 6 ทำงานที่ความเร็ว 250MHz สามารถส่งข้อมูลที่ความเร็ว 1Gbps ที่ระยะ 330 ฟุต และสามารถเคลื่อนที่ได้เร็วถึง 10Gbps ที่ระยะมากกว่า 150 ฟุต สายเคเบิล Cat 6 ยังมีฉนวนเพื่อลดการรบกวน Cat 6 ที่ปรับปรุงแล้ว the แมว 6A สายเคเบิลทำงานที่ 500MHz ส่ง 1Gbps มากกว่า 330 ฟุต หมวดที่ 7 อยู่ในอันดับถัดไปของเคเบิลแลดเดอร์ ด้วยความถี่ที่สูงกว่า 600MHz และประสิทธิภาพที่โดดเด่นที่ 10Gbps ที่มากกว่า 330 ฟุต เพื่อเพิ่มการแยกตัว สายไฟแต่ละคู่ได้รับการป้องกัน และแผงป้องกันอีกอันจะคลุมมัดลวดทั้งหมด ซึ่งช่วยลดการรบกวนเพิ่มเติม สายเคเบิล Cat 7 ได้รับการปรับปรุงเป็น แมว 7A ซึ่งดำเนินการ 1GHz ที่ความเร็ว 40Gbps ที่น่าอัศจรรย์เหนือ 165 ฟุต รายการเริ่มยาวขึ้นด้วยสมาชิกใหม่ล่าสุดในกลุ่ม หมวดหมู่ 8 สายเคเบิลทำงานที่ความถี่สูงสุด 2GHz และความเร็ว 40Gbps Cat 7 และ Cat 8 ส่วนใหญ่จะใช้ในห้องเซิร์ฟเวอร์และศูนย์ข้อมูล ซึ่งต้องใช้ความเร็วระดับสูงสุด



สายไฟเบอร์ออปติก

ทุกวันนี้ใยแก้วนำแสงได้รับความสนใจในด้านเครือข่าย ไฟเบอร์ออปติกที่ผลิตจากไฟเบอร์กลาสสามารถให้ประสิทธิภาพที่ดีกว่าสายทองแดงทั่วไป สายไฟเบอร์ออปติกสามารถรองรับข้อมูล 10Gbps ในระยะทางไกล 1000-6000 ฟุต ทำให้ไม่จำเป็นต้องใช้เครื่องขยายสัญญาณ ใยแก้วนำแสงยังมีภูมิคุ้มกันต่อการรบกวน ไม่เหมือนสายทองแดง เนื่องจากเป็นสื่อนำแสงแทนที่จะเป็นไฟฟ้า สัญญาณจึงมีความน่าเชื่อถือมากกว่าในสายไฟเบอร์ออปติก

ประโยชน์ของอีเธอร์เน็ต

อีเธอร์เน็ตยังคงมีการใช้งานอย่างกว้างขวางทั่วโลก แม้ว่าจะมีการสื่อสารไร้สายเพิ่มขึ้น ด้วยเทคโนโลยีที่ใหม่กว่าที่พัฒนาขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป อีเธอร์เน็ตยังคงตอบสนองความต้องการของเครือข่ายส่วนใหญ่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งความต้องการความเร็ว อีเธอร์เน็ตยังมีความน่าเชื่อถือมากกว่าอุปกรณ์ไร้สาย เนื่องจากข้อมูลเดินทางผ่านสายเคเบิลและไม่ใช่อากาศ จึงมีโอกาสน้อยที่ความถี่วิทยุและสัญญาณอื่นๆ จะหยุดชะงัก ความน่าเชื่อถือ ประสิทธิภาพ ความปลอดภัยของข้อมูล และความเร็วที่เร็วขึ้นเป็นเพียงข้อดีบางประการของเครือข่ายอีเทอร์เน็ต ซึ่งยังคงใช้กันอย่างแพร่หลายในพื้นที่เครือข่ายในปัจจุบัน