اترنت: تفاوت میان نسخه‌ها

{{پشته پروتکل اینترنت}}{{فارسی‌سازی}}

'''اِتِرنِت''' یا '''اِثِرنِت''' {{به انگلیسی|Ethernet}} (در انگلیسی به صورت '''ایترنت''' ({{IPAc-en|ˈ|i:|θ|ər|n|ɛ|t}}) تلفظ می‌شود) یکی از [[فناوری]]‌های مبتنی بر Frame در [[شبکه]]‌های [[رایانه]] برای شبکه‌های محلی (LAN) می‌باشد. این نام از مفهوم [[فیزیکی]] نظریه های [[نظریه‌های اتر|ether]] گرفته شده‌است. این فناوری وضعیت [[سیم‌کشی]] و استانداردهای سیگنالینگ در لایۀلایهٔ فیزیکی و همچنین قالب‌های آدرسی همچون [[آدرس مک]] در لایۀلایهٔ Data link را معین می‌کند.

Ehternetاترنت به‌عنوان استاندارد [[آی‌تریپل‌ئی ۸۰۲|IEEE۸۰۲٫۳]] شناخته می‌شود با ترکیب کابل‌های [[زوج به‌هم‌تابیده|زوج به هم تابیده]] برای اتصال نقاط انتهایی شبکه و [[فیبر نوری]] برای اتصال‌های اصلی (Back bone)(ستون فقرات شبکه) سایت یک سطح گسترده‌ای از فناوری LAN متصل از طریق سیم را پوشش می‌دهد. این فناوری از دهۀدههٔ ۱۹۹۰ میلادی تاکنون بکارگرفته شده‌است و جایگزین استانداردهائیاستانداردهایی همچون [[حلقه رمز|Token ring,Ring]] و [[اف‌دی‌دی‌آی|FDDI]] و ARCNET می‌باشد. در سال‌های اخیر [[وای-فای]] و شبکه‌های [[بی‌سیم]] براساس [[آی‌تریپل‌ئی ۸۰۲٫۱۱|استاندارد]] IEEE۸۰۲٫۱۱]] در خانه و ادارات کوچک گسترش یافته و باعث [[تقویت]] Ehternetاترنت در نصب آن در مقیاس‌های بزرگتر گریده است.

اترنت در [[زیراکس پارک|شرکت PARC Xerox PARC]] در سال‌های ۱۹۷۵–۱۹۷۳ پایه‌ریزی شد. [[رابرت متکالف|Robert Metcalfe]] و Dacid Boggs خلاصه‌ای از Ethernet را تا قبل از مارس ۱۹۷۴ نوشتند و ارائه کردند. در مارس ۱۹۷۴ شخصی بنام R.Z.Bachrach یادداشتی به Metcalfe و Boggs و مدیرشان نوشت، مبنی بر اینکهًاینکه از لحاظ تکنیکی یا مفهومی چیزمورد جدیدی در پیشنهاد شما نمی‌باشد و تجزیه و تحلیل نشان خواهد داد که سیستم شما دچار خطا می‌شود. اشکال این آنالیزتحلیل این بود که به اثر پدیدهٔ Channel capture توجه نشده بود کهو تا سال ۱۹۹۴ به آن پی نبرده شد. در سال ۱۹۷۵ شرکت زیراکس (Xerox) این موضوع را به نام Metcalfe و Boggs به همراه Chuck thackerThacker و Lampson[[باتلر لامپسن|Butler Lampson]] به‌عنوان مخترعین تحت کناممخترع‌های سیستم ارتباط داده‌ایداده‌ای، چندین نقطه‌اینقطهٔ همراه با تشخیص تصادف ثبت کرد. در سال ۱۹۷۶ بعد از اینکه سیستمسامانه در PARC توسعهگسترش یافت، Metcalfe و Boggs حاصل کارشان را در یک مقاله منتشر کردند.

Metcalfe در سال ۱۹۷۹ از شرکت [[زیراکس (شرکت)|زیراکس]] جدا شد تا بتواند استفاده از کامپیوترهایرایانه‌های شخصی و شبکه‌های محلی را گسترش دهد از اینرو [[۳کام|شرکت ۳Com3Com]] را تأسیس کرد. او شرکت‌های [[دیجیتال ایکویپ‌منت کورپوریشن|DEC]], INTel و Xerox متقاعدرا قانع کرد تا به منظور توسعهگسترش Ehternet به‌عنوان یک استاندارد با همدیگر همکاری کنند. از اینرواین‌رو استاندارد DIX برگرفته از (Digital / INTel / Xerox) نام گرفت که استانداردی برای Ethernet با سرعتی برابر ۱۰ مگابیت بر ثانیه با آدرس‌های مبدأ و مقصد ۴۸ بیتی و یک فیلد ۱۶ بیتی جهت نوع بستهبسته‌های اطلاعاتیداده‌های Ethernet.

اولیننخستین استاندارد در ۳۰ سپتامبر ۱۹۸۰ منتشر شد که رقیبی برای دو سیستمسامانه بزرگ ARCNET , Token ring می‌بودبود. اما بزودی آن دو سیستم بزرگ زیر موج‌های عظیم تجهیزات Ethernet مدفون شدند. در واقع شرکت ۳Com3Com تبدیل به یک شرکت اصلی و پیشرو گردید.

سیستم‌هایسامانه‌های Ethernet با سیم‌های [[زوج به‌هم‌تابیده|زوج به هم تابیده]] از اواسط دهه ۱۹۸۰ توسعه یافتند. همراه با شروع StarLAN، که LOBASE –T شناخته شده‌است. این سیستم‌ها جایگزین [[کابل کواکسیال|کابل هم‌محور]] (کواکسیال) شدند که شبکه‌های Ethernet اولیه مبتنی بر آن بود شده. شبکه‌های اولیه به‌وسیله Hub به کابل‌های UTP متصل بودند که با استفاده از [[دسترسی چندگانه با قابلیت شنود سیگنال حامل|CSMA/CD]] سوئیچهاسوئیچ‌ها جایگزین آن‌ها شدند.

Ethernet به‌طور کلی بر این نظریه بنا شد: ارتباط [[کامپیوتر]]ها بر روی [[کابل کواکسیال]] که به‌عنوان یک وسیله انتقال عمل می‌کند و به صورت اشعابانشعاب تزریقی به کامپیوتر وصل می‌شود بدین معنا که به کمک یک ابزار محکم شونده بروی کابل. سوزنی به هسته کابل تزریق می‌شود و به مرکز کابل می‌رسد و این کابل به نام 10Base5هم[[اترنت گسترده|10Base5]]<nowiki/>هم مشهور است که عدد ۱۰سرعت۱۰ سرعت انتقال بحسببر حسب مگا بیت بر ثانیه عدد ۵ طول حداکثر هر قطعه کابل بدون نیاز به تکرارکننده را بر حسب۱۰۰مترحسب ۱۰۰متر مشخص می‌کرد روش بکار گرفته شده شباهت زیادی به سیستم‌های رادیوئی داشت اگرچه تفاوت‌های پایه‌ای با هم داشتند همچون این واقعیت که تشخیص تصادم در یک سیستم ارسال در کابل ساده‌تر از ارسال رادیو است. کابل مشترک که [[کانال مخابراتی|کانال ارتباطی]] مشترک را ایجاد می‌کند به ether (اتر) مربوط شده‌است و از این مبناست که نام Ethernet اقتباس شده‌است.

پایانه‌های Ethernet با ارسال بسته‌های اطلاعاتی با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند هر پایانه دارای یک آدرس ۴۸ بیتی ([[آدرس مک|MAC]]) می‌باشد که به صورت سخت‌افزاری در [[کارت شبکه]] (NIC) قرار دارد و کارت شبکه بسته‌های اطلاعاتی که آدرس پایانه‌های دیگر را دارند قبول نمی‌کند.

علی‌رغم تغییرات مهم در Ethernet از یک کابل ضخیم کوکسیال که با سرعت Gbit/s۱s ۱ کار می‌کنند از آنجا که همگی از یک قالب اطلاعاتی استفاده می‌کنند قابلیت اتصال به یکدیگر را دارند. امروزه با توجه به فراگیری Ethernet و کاهش هزینه سخت‌افزاری آن اغلب تولیدکنندگان بردهای اصلی (mother board) که دارای کارت Ethernet باشد تولید می‌کنند که باعث عدم نیاز به یک کارت شبکه جدا و صرفه جوئی در فضای بکار رفته می‌شود.

توپولوژی پیش فرض برای اترنت، توپولوژی فیزیکی خطی تعریف شده‌است. توپولوژی شبکه مثل توپولوژی خطی که از توپولوژی منطقی خطی استفاده می‌کنندازاترنتمی‌کنند از اترنت بهره می‌برند. نوع کابلی که درهر توپولوژی استفاده می‌شودنیزدرقوانینمی‌شود نیز در قوانین همان توپولوژی مشخص شده‌است.

اترنت در اصل Ehternet یک کابل کواکسیال مشترک که در اطراف ساختمان برای اعمال دستگاه‌ها قرار گرفته بود از آنجا که دستگاه‌ها مجبور به استفاده از یک مسیر مشترک بودند می‌بایستی از قاعده خاصی که بنام CSMA/CD بود پیروی می‌کردند. این قواعد به شرح ذیل می‌باشند:

شمارنده‌های ارسال صفر شوند و [[انتقال اطلاعات]] تمام شود. (ارسال نیمه کاره رها می‌شود)

یکی از معایب شبکه‌های ساده که به صورت Bus راه‌اندازی می‌شدند امکان قطع شدن و غیرقابل استفاده شدن کل یک قسمت شبکه بعلتبه‌علت قطعی تنها یک اتصال یا بخشی از کابل می‌بود.

از آنجا که تمام ارتباطات تنها از طریق یک سیم مشترک (Bus) صورت می‌گرفت تمامی اطلاعاتی که به‌وسیله یک کامپیوتر ارسال می‌شد به‌وسیله تمامی کامیپوترهاکامپیوترها دریافت می‌شد حتی اگر اطلاعهات تنها مربوط به یک کامپیوتر می‌بود.

بعلتبه‌علت تضعیف سیگنال و مسائل زمانی شبکه اترنت با کابل کواکسیال از لحاظ اندازه محدودیت دارند. برای مثال کابل‌های کواکسیال ۱۰ BASE۵ حداکثر ۵۰۰ متر طول می‌توانند داشته باشند. یا شبکه‌های سرعت بالای Bus انتهای کابل‌ها به یک مقاومت بایستی بسته شوند.

برای بیشتر کردن طول ارتباط از یک [[تکرارگر|تکرارکننده (Repeater)]] Ehternet استفاده می‌کنند. تکرارکننده سیگنال را از یک کابل Ehternet می‌گیرد و آن را در کابل دیگر تکرار می‌کند. اگر یک تصادم تشخیص داده شود، تکرارکننده یک سیگنال تمامی در گاه‌ها ارسال می‌کند تا از تشخیص تصادم مطمئن شود. به‌وسیله تکرارکننده‌ها می‌توان پنج قطعه بین دو کامپیوتر را متصل کرد بطوری‌که سه مورد از آن‌ها می‌توانند دستگاه‌های متصل شده باشند. تکرارکننده‌ها قادر به تشخیص ختم غیرمعمول در یک ارتباط شوند و نتیجتاً انتقال اطلاعات را به ان ارتباط متوقف می‌کنند. چنانچه در یکی از قسمت‌های متصل به درگاه تکرارکننده خطائیخطایی بعلتبه‌علت قطع کابل اتفاق بیفتاد، تکرارکننده به انتقال اطلاعات در دیگر درگاه‌ها ادامه می‌دهد. البته به اینکه کدامیک از قسمت‌ها قطع شده و باعث عدم دسترسی به Serverها شده می‌تواند تأثیر در غیرقابل استفاده بودن شبکه داشته باشد.

تکاربرانکاربران هزینه‌های کابل کشی به صورت ستاره‌ای را متوجه شدند و سازندگان تجهیزات شروع به ساخت تکرارکننده‌های با چندین درگاه شدند تکرارکننده‌های با چندین درگاه بنام Hub Ehternet شناخته شدند. شرکتهائیشرکتهایی مثل [[دیجیتال ایکویپ‌منت کورپوریشن|DEC]] و Syn optic Hub هائی که چندین قسمت کواکسیال ۱۰BASE۲ را متصل می‌کنند تولید کردند که می‌توانستند به یکدیگر یا شاهد راه اصلی کواکسیال متصل شوند. بهترین مثال محصول DELNI مربوط به شرکت DEC است.

شبکه‌های Ehternet با کابل‌های زوج به هم تابیده با شبکه StarLAN شروع شد و به‌وسیله ۱۰BASE-T ادامه یافت این شبکه‌ها به صورت نقطه به نقطه طراحی شده بودند بطوری‌که ختم ارتباط درون دستگاه صورت می‌گرفت. این موضوع نقش Hubها را از یک دستگاه خاص بکار گرفته شده در مرکز شبکه‌های بزرگ به یک دستگاه که برای ارتباط بین بیش از دو دستگاه نیاز باشد تبدیل کرد. ساختار درختی منتج از این شبکه‌های Ehternet قابلیت اعتماد بیشتری داشتند بطوری‌که اگر در یک ارتباط دچار خطا می‌شد تأثیری بر روی دیگر تجهیزات شبکه نمی‌گذاشت اگرچه خطا در یک Hub یا ارتباط بین Hub هنوز می‌توانست بر روی کاربران اثر بگذارد. اگرچه هنوز شبکه‌های زوج بهم تابیده به صورت نقطه به نقطه‌است و درون سخت‌افزار خاتمه می‌یابند از اینرو فای مورد نیاز برای یک درگاه خیلی کاهش یافت و امکان طراحی Hubها با تعداد پورتهای بیشتری را میسر کرد و امکان اینکه درگاه‌های Ehternet را بر روی بردهای اصلی قرار دهند میسر کرد. با وجود طراحی ستاره‌ای شبکه، شبکه هایHub Ehternet هنوز به صورت یک طرفه و [[دسترسی چندگانه با قابلیت شنود سیگنال حامل|CSMA/CD]] کار می‌کردند. هر بسته اطلاعاتی به هر درگاهی در Hub ارسال می‌شد که این مسئله مشکل پهنای باند و امنیت را حل نمی‌کرد. راندمان کلی یک Hub به یک ارتباط محدود می‌شد و همه ارتباطات بایستی در همان سرعت کار می‌کردند. طبیعتاً تصادم راندمان را کاهش می‌دهد. در بدترین حالت وقتی تعداد زیادی کامپیوتر در یک کابل طولانی حجم زیادی از اطلاعات را ارسال می‌کنند، افزایش تصادم باعث کاهش شدید راندمان و کارائیکارایی می‌شود با این وجود [[زیراکس|شرکت Xerox]] گزارشی در سال ۱۹۸۰ منتشر کرد که در آن ۲۰ دستگاه سریع بسته‌های اطلاعاتی در اندازه‌های مختلف را انتقال داده بودند، این نتیجه نشانگر این مطلب بود که حتی برای کوچک‌ترین بسته‌های اطلاعاتی (۶۴ بایتی) داشتن یک راندمان ۹۰٪ در شبکه LAN طبیعی است. این موضوع عامل رقابت شبکه‌های مبتنی بر Token بود (مثل Token bus ,و [[حلقه رمز|Token ring]]) که همگی پس از افزودن یک کامپیوتر در شبکه با کاهش کارائیکارایی روبرو بودند.

این گزارش و نمونه‌های دیگر نشان می‌دهد که شبکه‌های مبتنی بر تصادم هنگام کاربری غیرقابل اطمینان هستند و کارائیکارایی آن‌ها تا ۴۰٪ حالت معمول کاهش می‌یابد.

قبل از اینکه دستگاه‌های متصل را تشخیص دهد، همچون Hub عمل می‌کند و تمامی ترافیک را عبور می‌دهد؛ ولی اگر سوئیچ آدرس‌های دستگاه‌های متصل به هر درگاه را تشخیص دهد ترافیک را فقط به قسمت‌های ضرذوریضروری شبکه ارسال می‌کند که این مطلب باعث افزایش کارائیکارایی شبکه می‌شود. ترافیک توزیعی (Broadcast) همچنان برای تمامی درگاه‌ها ارسال می‌شود. Bridgeها بر محدودیت ارتباطی بین دو کامپیوتر غلبه می‌کنند و امکان داشتن سرعتهای مختلف و بالاتر را مهیا می‌کنند که این موضوع در مقدمه Fast Ehternet مهم است.

Bridgeهای اولیه هر بسته‌ای را با نرم‌افزاری که داشتند بررسی می‌کردند که باعث کندی بیش از Hubها در ارسال ترافیک می‌شد. مخصوصاً در بکارگیریبه‌کارگیری چندین درگاه در یک لحظه در سال ۱۹۸۹ شرکت Kal pana اولین سوئیچ Ehternet را معرفی کرد. یک سوئیچ Ehternet عمل Bridging را به‌طور سخت‌افزاری انجام می‌دهد و امکان ارسال اطلاعات را در حداکثر سرعت میسر می‌کند لازم به یادآوری است که واژه سوئیچ (Switch) به‌وسیله سازندگان دستگاه بکار برده شد و در استاندارد ۸۰۲٫۳ دیده نمی‌شود.

بسته‌های اطلاعاتی در شبکه‌های سوئیچ فقط به دستگاه‌های مربوطهمربوط که به درگاه‌ها متصلند فرستاده می‌شود. شبکه‌های سوئیچ همچنان می‌توانند به‌وسیله ARP Spoofing یا Mac flooding از لحاظ امنیتی مخاطره آمیز باشند. از دیگر مزایای ان پهنای باند است که اجازه بکارگیریبه‌کارگیری تجهیزات با سرعتهای مختلف را می‌دهد.

وقتی که یک ارتباط زوج به هم تابیده یا فیبرنوری که به Hub متصل نشده‌است در شبکه وجود دارد امکان برقراری ارتباط به صورت دو طرفه بر روی آن شبکه میسر است. در حالت دو طرفه هر دو دستگاه می‌توانند هم‌زمان با یکدیگر تبادل اطلاعات کنند بدون آنکه تصادفی رخ دهد این مطلب سرعت پهنای باند را دوبرابر می‌کند و به‌عنوان سرعت دو برابر شناخته می‌شود (مثلاً ۲۰۰ Mbit/s) ترافیک در صورتی با سرعت دو برابر منتقل می‌شود که الگوی آن به صورت متقارن باشد. در یک دامنه تصادم همه پهنای باند ارتباططیارتباطی می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد و طول قسمت شبکه بخاطر تشخیص تصادم محدود نمی‌شود.

ساختار فریم در لایه Data Link، تقریباً برای تمامی سرعت‌های اترنت (از ده تا ده هزار مگابیت در ثانیه) یکسان می‌باشد. این وضعیت در [[لایه فیزیکی]] وجود نداشته و هر یک از نسخه‌های اترنت دارای یک مجموعه قوانین جداگانه و مختص به خود می‌باشند.

۱۰GbEبه میزان زیادی هموار کرد. به نظر می‌رسد اکنون زمان مناسبی برای ارتقای قابلیت‌های بلندمدت [[شبکه شما]] باشد. اطمینان دارم که مدت زیادی طول نخواهد کشید که این سرعت نیز از نظر کاربران عادی می‌شود؛ زیرا نیاز به پهنای باند بیشتر هر روز افزایش می‌یابد و قیمت کارت‌های واسط آن کم و کمتر می‌شود. شاید زمان تحقق این پیش‌بینی فردا نباشد، اما مطمئناً در طول مدتی که شبکه شما کار می‌کند، این اتفاق خواهد افتاد.

[[رده:اترنت| ]]