Hoe Ethernet werkt
Elk apparaat in een Ethernet-netwerk heeft een Ethernet-kaart, beter bekend als de NIC (Network Interface Controller). Deze apparaten worden aangeduid als: knooppunten , en ze praten met elkaar via protocollen . In de context van netwerken is een protocol een taal voor communicatie tussen aangesloten apparaten. Nodes communiceren via frames, stukjes informatie die nodes als korte berichten verzenden. Kaders dragen informatie die een knooppunt naar een ander knooppunt verzendt. Als protocol de taal is, zijn frames de zinnen. Het Ethernet-protocol specificeert de set regels voor het construeren van frames, en elk frame heeft een bestemming en een bronadres om de afzender en ontvanger van een frame te identificeren. Geen twee nodes hebben hetzelfde adres. De apparaten zijn met elkaar verbonden via Ethernet-kabels, ook wel de medium .
Signalen hebben de neiging om te verzwakken als ze door een kabel gaan. Sommige signalen kunnen zelfs verloren gaan als de kabel te lang is. Om de kwaliteit te behouden, moet het signaal worden versterkt. In een Ethernet-netwerk worden deze versterkers Repeaters genoemd. Repeaters, of signaalversterkers, zijn elektronische apparaten die een signaal versterken en vervolgens opnieuw verzenden. Deze repeaters worden met bepaalde tussenpozen in een Ethernet-netwerk geïnstalleerd.
Botsende signalen
Een veelvoorkomend probleem in Ethernet-netwerken is de botsing van signalen, die optreedt wanneer twee of meer computers tegelijkertijd gegevens verzenden. De CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) lost dit netwerkdilemma effectief op. Met Vervoerder Betekenis e, de computer controleert of de draad wordt gebruikt voordat hij informatie verzendt, wat wordt toegepast wanneer veel computers dezelfde verbinding gebruiken, dus de Meerdere toegang . Wanneer de apparaten in een netwerk tegelijkertijd informatie verzenden, zal deze informatie botsen en niet succesvol worden verzonden. Botsingsdetectie is het vermogen van de apparaten in het netwerk om te detecteren dat andere apparaten ook informatie naar andere apparaten hebben verzonden. Wanneer dit gebeurt, zullen de apparaten een willekeurige tijd wachten en vervolgens proberen de informatie opnieuw te verzenden.
Ethernet-kabels
Ethernet-kabels verbinden alle apparaten in een netwerk met elkaar. Er zijn momenteel twee soorten Ethernet-kabels beschikbaar: Twisted Pair en Fiber Optics. Het type kabels dat wordt gebruikt, bepaalt de prestaties van het netwerk.
Twisted Pair-kabels
Twisted Pair Ethernet-kabels zijn gemaakt van paarsgewijs getwiste koperdraden en gebundeld in een plastic omhulsel. De uiteinden van de kabels zijn afgedicht in een RJ45-connector. Twisted Pair-kabels bestaan al sinds het begin van Ethernet-netwerken en ze zijn ingedeeld in verschillende categorieën.
De eerste kabel die in een Ethernet-netwerk werd gebruikt, was de Categorie 1 kabel, die in de jaren 70 veel werd gebruikt. Deze kabel, ook wel coaxkabel genoemd, is samengesteld uit gedraaide telefoondraden die in een plastic omhulsel zijn gewikkeld. Daaropvolgende iteraties hadden verbeteringen in frequenties en prestaties. Het duurde echter tot 1995 toen er een aanzienlijke sprong in frequentie en snelheid werd gemaakt. Categorie 5 kabels hebben een frequentie van meer dan 100 MHz en een veel hogere snelheid van 100 Mbps. Het duurde niet lang voordat de Categorie 5e of Kat 5e kabel werd geïntroduceerd, waardoor de snelheid naar 1 Gbps werd gebracht. De Categorie 6 kabel kwam uit aan het begin van de 21e eeuw. Cat 6-kabels lopen op 250 MHz en kunnen gegevens leveren met 1 Gbps over 330 voet en kunnen zo snel gaan als 10 Gbps op meer dan 50 voet. Cat 6-kabels hebben ook een afscherming om interferentie te verminderen. Een verbeterde Cat 6, de Kat 6A kabel loopt op 500 MHz en levert 1 Gbps over 330 voet. Categorie 7 is de volgende in de kabelladder, met een hogere frequentie van 600 MHz en uitstekende prestaties van 10 Gbps over 330 voet. Om de isolatie te verbeteren, is elk paar draden afgeschermd en een ander schild bedekt de hele draadbundel, waardoor interferentie verder wordt verminderd. De Cat 7-kabel is verbeterd om: Kat 7A , die 1GHz draagt met een verbazingwekkende snelheid van 40Gbps over 165 voet. De lijst wordt langer, met de nieuwste toevoeging aan de groep, de Categorie 8 kabel, die werkt op de hoogste frequentie van 2GHz en een snelheid van 40Gbps. Cat 7 en Cat 8 worden voornamelijk gebruikt in serverruimtes en datacenters, waar topsnelheid vereist is.
Glasvezelkabels
Tegenwoordig staat glasvezel in de schijnwerpers op het gebied van netwerken. Gemaakt van glasvezel, kan glasvezel veel betere prestaties leveren dan traditionele koperdraden. Glasvezelkabels kunnen 10 Gbps aan gegevens verwerken over lange afstanden van 1000-6000 voet. Dit elimineert de noodzaak voor signaalversterkers. Glasvezel is ook immuun voor storingen, in tegenstelling tot koperen kabels, omdat ze licht transporteren in plaats van elektriciteit. Het signaal is daarom betrouwbaarder in glasvezelkabels.
Voordelen van Ethernet
Ethernet wordt nog steeds overal ter wereld op grote schaal toegepast, ondanks de opkomst van draadloze communicatie. Met nieuwere technologie die in de loop van de tijd is ontwikkeld, blijft Ethernet inspelen op de behoeften van de meeste netwerkers, met name hun behoefte aan snelheid. Ethernet is ook betrouwbaarder dan zijn draadloze tegenhanger. Omdat gegevens door kabels gaan en niet door lucht, is er minder kans op onderbreking door radiofrequenties en andere signalen. Betrouwbaarheid, efficiëntie, gegevensbeveiliging en hogere snelheden zijn slechts enkele van de vele voordelen van een Ethernet-netwerk, dat nog steeds veel wordt gebruikt in de hedendaagse netwerkruimtes.