Eternet

Eternet (engl. Ethernet) je protokol i najkorišćenija višemedijumska tehnologija lokalnih računarskih mreža, opisana velikim brojem IEEE 802.3 standarda, koji definišu tehnologije fizičkog i sloja veze referentnog OSI modela. Prvobitno je izvedena u topologiji magistrale na zajedničkom koaksijalnom kablu sa protokolom koji dinamički određuje kako računari pristupaju mreži (CSMA/CD). Eternet danas širi svoj opseg primenljivosti na MAN i WAN mreže, ima topologiju zvezde ili stabla, dok kao medijum koristi bakarne i optičke kablove. Pored osnovne funkcije deljenja zajedničkih resursa u lokalnoj mreži, ima i funkcije pristupa (internetu), okosnice među mrežama i distribucije podataka na veće udaljenosti. Eternet definiše kako se stanice vezuju na računarsku mrežu, tehnologiju koja se koristi za prenos signala, potom način kako stanice pristupaju datoj mreži, brzinu prenosa, način signalizacije i kodiranja informacija, kao i veličinu i format paketa informacije koji se koristi pri komunikaciji.

Istorijat uredi

Za preteču eterneta možemo smatrati tehnologiju koju su razvili istraživači Norman Abramson i njegove kolege sa Havajskog univerziteta. Naime, kod njih je postojao problem kako povezati korisnike na udaljenim ostrvima sa centralnim računarom (razvlačenje kablova ispod Pacifika nije razmatrano). Rešenje su pronašli u komunikaciji radijom kratkog dometa. Svaki korisnički terminal je opremljen primopredajnikom sa po dve frekvencije: jednom za emitovanje ka centralnom računaru i drugom za prijem podataka sa centralnog računara.^[1]

U isto vreme, Robert Metkalf se na Masačusetskom institutu za tehnologiju upoznao sa Abramsonovim radom, s kim je nakon diplomiranja i doktorskih studija na Harvardu proveo neko vreme u istraživanjima. Do prve verzije eterneta dolazi u Ziroksovom (engl. Xerox) istraživačkom centru, u Ziroks Parku (engl. Palo Alto Research Center - PARC), gde su tamošnji istraživači već projektovali i izgradili prve personalne računare sa korisničkim grafičkim okruženjem i mišem kao pokazivačem (računar Xerox Alto), kao i prvi laserski štampač namenjen radu sa personalnim računarima. Ovim izumima se pridružuje i eternet, kao tehnologija lokalnih računarskih mreža koja je ujedinjavala (povezivala) personalne računare i štampače.

Metkalf je zajedno s kolegom Dejvidom Bogsom, koristeći znanje stečeno u radu sa Abramsonom, razvio novi sistem na koaksijalnom kablu kao medijumu na koji je bilo priključeno više stanica (engl. multiple access). Novi sistem sadržao je nova dva mehanizma: osluškivanje pre slanja, tj. pre emitovanja poruke stanice su osluškivale saobraćaj na kablu (engl. carrier sense), pa u slučaju da neko već emituje povlačile bi se dok se emitovanje ne okonča i mehanizam koji je detektovao sukobljavanja u slučaju da je do njih došlo (engl. Collision detect). Ovaj sistem je nazvan CSMA/CD (engl. Carrier sense multiple access/Collision Detection) Višestruki pristup sa osluškivanjem nosioca uz otkrivanje sukobljavanja^[2]. Isto tako Metkalf je razvio novi algoritam nasumičnog biranja vremena čekanja, što je u kombinaciji sa CSMA/CD protokolom omogućilo eternetu da funkcionuše sa 95% iskorišćenosti kanala.

Primenjujući ovaj sistem, krajem 1972. godine Metkalf, i njegove kolege iz Ziroks Parka realizuju prvu lokalnu računarsku mrežu (eksperimentalni eternet sistem) koja je povezivala Xerox Alto računare međusobno, kao i računare sa serverima i laserskim štampačima. Koaksijalni kabl je imao dužinu do 2,5km (koristeći 4 repetitora) na koji se moglo povezati do 256 računara, pri čemu je radio sa brzinom prenosa 2,94 Mb/s.

Standardizacija eterneta uredi

Prvi standard eterneta je objavljen 1980. godine od strane DIX konzorcijuma proizvođača (engl. Digital Equipment Corporation - DEC, Intel, Xerox) za brzine prenosa 10 Mb/s. Koristeći inicijale ovih kompanija nazvan je DIX eternet standard. Ovaj standard definisao je eternet kao tehnologiju lokalnih računarskih mreža sa specifikacijama za rad na sistemu zasnovanom na debelom koaksijalnom kablu. Kao i kod svih standarda, DIX standard je ubrzo dopunjen tehničkim izmenama, popravkama i malim poboljšanjima, DIX V2.0 standard. DIX konzorcijum je razvio ove standarde tako da ih je svaki proizvođač mogao koristiti, tehnologija koja je bila dostupna svima. Najveću cenu platio je Ziroks koji je morao da se odrekne prava na patentiranu tehnologiju. 1982. godine Ziroks je dao i pravo na korišćenje imena eternet^[2]. U vreme kad je objavljen DIX standard, profesionalna organizacija, Institut inženjera elektrotehnike i elektronike (engl. Institute of Electrical and Electronics Engineers - IEEE) bavio se pravljenjem otvorenog standarda lokalnih mreža. Komitet za lan i man mreže, čiji standardi počinju sa rednim brojem 802, oformljuje radnu grupu 802.3 koja je preuzela sistem opisan u originalnom DIX standardu i koristi ga kao osnovu za novi IEEE standard. Ovaj standard je objavljen 1985. godine sa nazivom IEEE 802.3 „višestruki pristup sa osluškivanjem nosioca uz otkrivanje sukobljavanja“, CSMA/CD metod pristupa i specifikacije fizičkog nivoa. Vidimo da se u nazivu ne pominje “eternet”. IEEE je ovu tehnologiju nazivao CSMA/CD ili još kraće samo 802.3. Kako god, danas većina ljudi koristi naziv eternet kad se pominje mrežni sistem opisan 802.3 standardom.

Dalje IEEE je ovaj standard predstavio američkom nacionalnom institutu za standarde ANSI (engl. American National Standards Institute) koji ga je prosledio na viši nivo, gde je prihvaćen od strane Međunarodne organizacije za standardizaciju ISO (engl. International Organization for Standardization), čime je IEEE 802.3 eternet standard postao i mećunarodni standard što je omogućilo proizvođačima mrežne opreme širom sveta da prave komponente zasnovane na ovoj tehnologiji.

Veza eterneta sa OSI modelom uredi

Standardi IEEE organizacije su uređeni prema OSI referentnom modelu ili referentnom modelu za otvoreno povezivanje sistema (engl. Open Systems Interconnection Basic Reference Model). Eternet kao IEEE standard predstavlja protokol koji radi na prva dva sloja OSI modela, i to na fizičkom sloju i MAC podsloju sloja veze.

Osi model i pregled organizacije IEEE radnih grupa

Eternet sloj veze uredi

Funkcije drugog sloja uključuju MAC i eternet preusmeravanje frejmova koje se takođe naziva premošćavanje. Za razliku od tradicionalnih mreža sa komutiranjem kola, eternet je tehnologija sa komutiranjem paketa. Svaki eternet frejm je označen adresom izvora (SA) i adresom destinacije (DA) koje koriste eternet mostovi kako bi prosledili frejm na odgovarajuću destinaciju. IEEE 802.3 standard pokriva samo MAC deo sloja veze, dok je eternet premošćavanje pokriveno IEEE 802.1 standardom. Najvažnija ideja za eternet premošćavanje je definisana IEEE 802.3 D standardom (engl. Spanning Tree Protocol - STP)^[3].

CSMA/CD i performanse eterneta uredi

Maksimalna veličina okvira je 1536 B

Ova veličina je proizvoljno određena granica, uslovljena primopredajnikom. U trenutku postavljanja DIX-ovog standarda (1978) memorija je bila prilično skupa, a zahtevalo se da primopredajnici moraju imati dovoljno radne memorije da prihvate čitav okvir.

Minimalna veličina okvira iznosi 64 B

Na ovu veličinu utiče mehanizam otkrivanja sukobljavanja na kanalu (engl. Collision detect), izvedena je na modelu originalnog eterneta. Ako posmatramo originalni eternet sistem baziran na debelom koaksijalnom kablu 10Base5 sa specifikacijama navedenim u tabeli, možemo da izvršimo određenu analizu.

**Specifikacije sistema 10Base5**
10Base5	'
Brzina emitovanja	B = 10 Mb/s
Prenos se vrši u osnovnom opsegu učestanosti
Maksimalna dužina kabla	l_max=500 m
Bitsko vreme (vreme emitovanja bita)	t_b = 1b/B = 100 ns
Vreme emitovanja okvira	t_f = n t_b (n – veličina okvira)
Vreme propagacije signala	t_p = l / v (v – brzina prostiranja)
Vreme procesuiranja repetitora	t_r
Ukupno kašnjenje (engl. Latency)	τ = t_p + a t_r (a – broj repetitora)
Vreme obilaska mreže (engl. Slot time)	2τ
U slučaju da se koriste repetitori moguće je postići dužinu l_max=2500m, 4 repetitora

Ako usvojimo da je brzina propagacije signala kroz kabl:

v=1,25\cdot 10^{8}m/s

tada je vreme propagacije signala između dveju krajnjih tačaka

t_{p}=l_{max}/v=2500m/1,25\cdot 10^{8}m/s=20\mu s

ili izraženo kao umnožak bitskog vremena $t_{p}=200t_{b}$ dok je kašnjenje koje unosi repetitor klase 1 za procesuiranje $t_{r}=1,4\mu s=14t_{b}$ (repetitor klase 2, $t_{r}=0,92\mu s$ ). Ukupno vreme propagacije signala sa jednog na drugi kraj mreže bi bilo:

\tau =t_{p}+4\cdot t_{r}=256t_{b}

(vreme dobijeno u najnepovoljnijem slučaju). Potrebno je da stanica otkrije da li je došlo do sukobljavanja pre nego što završi emitovanje okvira. Odnosno, u najgorem slučaju, vreme emitovanja okvira treba da bude dvostruko veće od maksimalnog ukupnog vremena propagcacije signala. Objašnjenje:najnepovoljniji slučaj nastaje kada stanica na najudaljenijoj tački od stanice koja emituje počne da emituje paket tačno u trenutku pre nego što okvir stigne do nje (trenutak τ – ε). Stanica će u ovom slučaju saznati o sukobljavanju tek nakon vremena 2τ. Kako stanica mora da emituje okvir tokom vremena obilaska mreže 2τ, minimalna veličina okvira je 512 b, odnosno 64 B.

Sa porastom brzine mreže minimalna veličina okvira mora da raste ili da se smanji dužina kabla. Kod brzog eterneta B=100 Mb/s, pa je bitsko vreme je 10 puta kraće. Kod gigabitnog eterneta ono iznosi samo t_b = 1ns, minimalna dužina okvira bila bi 6400 B, a mogao bi se i napraviti kompromis da minimalna dužina okvira bude 640 B, ali da maksimalno rastojanje između stanica bude 250 m. Da bi obezbedilo kompatibilnost, eternet udruženje nije htelo da menja minimalnu veličinu okvira, pa su za gigabitni eternet razvili dve tehnike: proširenje nosioca (engl. carrier extension) i bujica okvira (engl. frame bursting), da bi održali dovoljno rastojanje i očuvali efikasnost.

Iskorišćenost sistema

U prethodnom delu uveli smo neke osnovne parametre za proračun. Ako posmatramo eternet kao povremeni CSMA sistem, interval koji se bira kao jedinica je upravo 2τ. Ako stanica utvrdi da na kanalu postoji saobraćaj, ona neće dalje osluškivati kanal, već će to učiniti tek nakon 2kτ. Performanse ćemo ispitati u uslovima gustog i konstantnog saobraćaja, tj. kada je N_а stanica uvek spremno da emituje. Stanice pristupaju kanalu u toku vremenskog intervala predviđenog za konkurentsko pristupanje (u toku konkurentskog bloka).

N\,\!

– ukupan broj stanica

N_{a}\,\!

– broj aktivnih stanica (pretpostavlja se da je konstantan u svakom intervalu pristupanja)

Dijagram

Kako imamo da je Na stanica spremno da emituje, svaka stanica ima podjednaku verovatnoću da će uspeti da pristupi kanalu p = 1/N_а, dok je verovatnoća da će bilo koja od stanica zauzeti kanal jednaka:

P=p(1-p)^{N_{a}-1}

Jedna stanica pristupa kanalu, ostalih N_а – 1 aktivnih stanica ne pristupa. Kao što smo gore naveli, stanice pristupaju kanalu kada na njemu nema saobraćaja, odnosno u konkurentskom bloku koji može da sadrži i intervala 2τ. Verovatnoća da konkurentski blok upravo sadrži i intervala je:

A=P(1-P)^{i-1}\,\!

Kao i u prethodnom slučaju, jednaka je verovatnoći da u prvih i – 1 intervala stanice nisu uspele da pristupe kanalu, već tek u i – tom pokušaju. Srednju vrednost broja intervala u konkurentskom bloku ćemo izvesti kao matematičko očekivanje vrednosti i. E[i]

E[i]=\sum _{m=1}^{\infty }iA=\sum _{m=1}^{\infty }iP(1-P)^{i-1}={\frac {1}{P}}

Kada pustimo da broj aktivnih korisnika teži beskonačnosti, verovatnoća je P = 1/ e. Tada je očekivano da se konkurentski blok sastoji u proseku od 1/P, odnosno od e intervala. Pošto se radi o graničnom slučaju možemo zaključiti da prosečan broj intervala konkurencije nije nikada veći od e što ukazuje na iskorišćenost sistema. Shodno tome efikasnost kanala je data sledećim izrazom:

u={\frac {t_{f}}{t_{f}+2\tau E[i]}}

gde je vreme emitovanja okvira t_f = n t_b (n – veličina okvira, t_b – bitsko vreme). Ako dalje uzmemo da je t_f = n / B, i da vreme obilaska mreže 2τ zavisi od dužine kabla, odnosno da je 2τ = 2 l / v imamo efikasnost izraženu od dužine kabla, propusne moći i veličine okvira.

u={\frac {1}{1+2eBl/nv}}

Kod ove formule vidimo glavnu manu ovog sistema, a to je da je efikasnost manja što je proizvod B x l veći, s`obzirom da se u modernim mrežama danas dosta ulaže upravo u cilju povećanja ovog proizvoda^[1].

Eternet adresiranje uredi

U početku, eternet je bio izveden u topologiji magistrale. Svaki mrežni uređaj je bio povezan na isti, zajednički medijum i svaki signal je slat svim uređajima odjednom. Sa niskim prometom ili u malim mrežama, to je bio prihvatljivo rešenje. Glavni problem je bilo kako uređaj da prepozna da je primljeni signal namenjen za njega a ne za neki drugi uređaj na istoj mreži. U tu svrhu je stvoren jedinstveni identifikator nazvan „fizička“ ili MAC adresa. Bez obzira na tip eterneta koji se koristi, ovaj dogovor o predstavljanju adrese uređaja je prihvaćen na nižim slojevima OSI modela. Fizička adresa je predstavljena 48-bitnom vrednošću u heksadekadnoj notaciji i dodaje se podacima drugog sloja OSI modela.

Zaglavlje eternet okvira uredi

Da bismo diskutovali o operacijama premošćavanja moramo razumeti format eternet frejmova. Slika pokazuje format eternet frejma. Ovaj osnovni format je ostao nepromenjen u popriličnom periodu vremena, uprkos brzom razvoju eterneta i drugačijoj tehnologiji izrade fizičkih slojeva. Eternet je više-medijumska tehnologija zato što operiše na različitim medijumima pri različitim brzinama. Eternet uređaji se dizajniraju sa vrlo jasno definisanim interfejsom između MAC sloja i fizičkog sloja. Ovaj slojeviti pristup dozvoljava fizičkom sloju da se razvija nezavisno od MAC podsloja. Eternet frejmovi predstavljaju format podataka za MAC sloj. To je uobičajena specifikacija za formate MAC frejmova koji dozvoljavaju eternet naprave različitih brzina. Zapravo, komutatori su obično konstruisani od portova različitih brzina i tipova medijuma. Eternet frejmovi mogu biti sa delom za podatke različitie dužine (između 46 i 1.500 okteta).

Nepromenljivi format dozvoljava svakoj generaciji eterneta da bude kompatibilna sa prethodnim generacijama, tako da korisnik ne mora unapređivati softver gornjeg sloja i aplikacije kada je brzina mreže povećana. Ovo je odigralo veliku ulogu pri obezbeđivanju uspeha eterneta. Eternet frejm počinje sa uvodnim poljem kod koga se naizmenično menjaju „0‟ i „1‟ koje je ranije korišćeno za sinhronizovanje rada stanica. Kada su eternet konekcije postale od tačke do tačke, sinhronizacija predajnika i prijemnika se održavala prenosom posebnih signala kada nema podataka za slanje. To uklanja potrebu za uvodnim poljem, koje se uprkos tome zadržava zbog kompatibilnosti sa prethodnim verzijama.

(7 okteta)	(1 )	(6 okteta)	(6 okteta)	(2 )	(46—1500 okteta)	(4 )
Preambula	SDF	Odredišna adresa	Izvorišna adresa	Tip	Paket	FCS

Preambula (7 bajtova) - Predstavlja 7 bajtova sa nizom nula i jedinica 10101010. Ovim kodom se vrši sinhronizacija komunikacije i upozorava se prijemna stanica da pristiže frejm.
Razgraničavač (1 bajt, engl. Start of frame delimiter, SDF) - Predstavlja kŏd 10101011 nakon koga sledi odredišna adresa.
Odredišna adresa (6 bajtova, engl. Destination address, DA) - Određuje koja stanica treba da primi frejm.
Adresa izvora (6 bajtova, engl. Source address, SA) - Adresa uređaja koji šalje frejm.
Dužina/tip (2 bajta) - dvooktetno polje dužina/tip za reprezentaciju dužine korisnog polja. Pošto je dozvoljena maksimalna veličina korisnog dela frejma (polja za podatke) samo 1.500 bajtova, vrednost dužina/tip iznad 1.536 predstavlja tip eternet frejmova. Često se koristi kao predstavnik protokola gornjih slojeva ili kao tip upravljačkih informacijama sadržanih u delu za podatke:

Tip	Protokol
0x0800	Internet protokol verzije 4
0x0806	ARP (Address Resolution Protocol)
0x8035	RARP (Reverse Address Resolution Protocol)
0x809B	AppleTalk (EtherTalk)
0x80F3	AARP (Appletalk Address Resolution Protocol)
0x8100	VLAN
0x8137	IPX Novell - Internetwork Packet Exchange
0x8138	Novel
0x86DD	Internet protokol verzije 6

Paket (46-1.500 bajtova) - Polje u kojem su sadržani podaci, ako je dužine manje od 46 bajtova popunjava se prazninama.
Sekvenca za proveru frejma (4 bajta, engl. Frame Check Sequence, FCS) - Upisuje se rezultat algoritma CRC primenjenog na frejmu, u cilju prepoznavanja oštećenja paketa pri fizičkom prenosu.

Eternet frejmovi sadrže minimum upravljačkih informacija. Tako jednostavna struktura frejma pomogla je da mrežna oprema bude jednostavna i jeftina. Ipak, kako infrastrukturne mreže nastavljaju da rastu i služba održavanja eterneta postaje sve važnija, originalni format frejma sa minimalnim dodatnim dizajnom nije više dovoljan. Ekspanzija eternet frejmova je pažljivo uvedena tokom proteklih godina kako bi dopustila rast eterneta uz minimizaciju uticaja na eternet naprave.

Eternet fizički sloj uredi

Moderni eternet sistemi su izvedeni sa dvosmernim linkovima. Ovakvi sistemi nemaju ograničenja dužine kablova i brzine prenosa podataka kao kod originalnih sistema koji koriste CSMA/CD protokol. Većina izmena kod eternet sistema se upravo odigrala na fizičkom sloju, od primene koaksijalnih kablova kao medijuma do primene optičih kablova. Od deljenog eterneta izvedenog u topologiji magistrale do eterneta koji radi u potpunom dupleksu na topologiji zvezde sa komutatorom kao centalnim delom i linkovima od tačke do tačke ka računarima. Dužine segmenata u modernim sistemima su ograničene samo fizičkim karakteristikama. Eternet je razvio različite tehnologije fizičkog sloja zadržavajući standardni interfejs između MAC i fizičkog sloja. MAC sloj za komutirani eternet od tačke do tačke je ostao isti kao u prethodnim sistemima. U proteklih deset godina, eternet je doživeo ekpanziju, uvodeći potpuno nove tehnologije na fizičkom sloju. U narednom delu ćemo opisati tehologije fizičkog sloja, počevši od prvobitnih eternet standarda definisanih za brzine rada 10Mb/s, sistemi 10Base2 i 10Base5, a kasnije kod optičkog eterneta i sistem 10BaseF.

Eternet na 10 Mb/s postoji u 4 osnovna oblika:

Široki eternet uredi

Široki eternet ili 10Base5 sistem, koristi debeli koaksijalni kabl (prečnika 9,5 mm, impedanse 50 Ω). Ovi kablovi su posebno projektovani za eternet ali mogu da se koriste i standardni debeli koaksijalni kablovi. Ovakva mreža u odnosu na tanki eternet ima sledeće osobine:

Pouzdanija je od tankog eterneta.
Može da premosti veća rastojanja.
Složenija arhitektura mreže.

Tanki eternet uredi

Tanki eternet ili 10Base2 sistem, koristi tanki koaksijalni kabl (0,48 mm, impedanse 50 Ω). Tanki koaksijalni kabl je bio prilično popularan jer se lakše pripremao i ugrađivao od debelog kabla za široki eternet a ima istu brzinu komunikacije i jeftiniji je. Široki i tanki eternet se direktno vezuju za segment. Danas se praktično ne koriste i nisu podržani novim 802.3 standardima.

Eternet na upredenim paricama uredi

Prvobitni debeli i tanki koaksijalni kablovi su zamenjeni ranim verzijama UTP kablova, koji su u poređenju sa koaksijalnim kablovima jeftiniji i lakši za rad. Uvođenjem habova kao uređaja, topologija je takođe promenjena iz magistrale u zvezdu. Habovi su služili za grupisanje čvorova kako bi se omogućilo da se mreža vidi kao celina. Kad bi se frejm pojavio na nekom portu, bio bi iskopiran i prosleđen svim uređajima. Uvođenjem haba povećana je pouzdanost, tako da sudar podataka na nekom od linkova ne dovodi do zastoja komunikacije u celoj mreži već samo na tom linku. Međutim, kopiranje i isporuka poruke svim korisnicima nije rešilo problem sudara, što je rešeno tek uvođenjem komutatora (sviča) kao uređaja. 10Base-T je prva tehnologija eterneta koji koristi kablove sa upredenim paricama. Rane verzije su koristile kablove kategorije 3 (Cat3), dok današnje koriste kategorije 5 i veće. Za prenos signala u osnovnom opsegu, frejmovi se ubacuju na link kao niz binarnih impulsa kodiranih jednostavnim „Mančester“ kodom. Mreža je u topologiji zvezde, pri čemu su linkovi dužine do 100 m. 10Base-T se danas retko koristi u lokalnim mrežama.

Eternet na optičkom vlaknu uredi

10Base-F je prva razvijena tehnologija eterneta na optičkim vlaknima. Uvođenjem eterneta koji koristi optičke kablove većeg dometa, zamagljena je granica između lokalnih i WAN mreža. Eternet je tehnologija za lokalne mreže koja je bila implementirana na nivou neke zgrade, dok je ovaj sistem koji je inače slabo korišćen, ukazivao na njegov dalji razvoj (postizanje mreža većih dimenzija).

Komponente eterneta uredi

Eternet se sastoji od uređaja (računara, štampača, mrežne opreme itd.) i kablova koji povezuju te računare. Mrežne uređaje možemo podeliti u dve osnovne klase:

Terminalna oprema za podatke (engl. Data Terminal Equipment, DTE) - uređaji koji predstavljaju izvor ili odredišta podataka (frejmova). Obično su to računari, radne stanice, serveri podataka, štampači itd. Često korišćen naziv za terminalnu opremu je „terminal“.
Oprema za komuniciranje podacima (engl. Data Communication Equipment, DCE) - uređaji unutar mreže koji primaju i prosleđuju frejmove kroz mrežu. Oprema za komuniciranje podacima može da bude jedinstven uređaj kao što je ripiter, komutator (svič) i ruter, ali može da bude i jedinica sprege kao što je mrežna kartica NIC i modem. Jedan od korišćenih naziva za opremu za komuniciranje podacima je „čvor mreže“.

Mrežna kartica uredi

Mrežne kartice (engl. Network Interface Card, NIC) konvertuju, pakuju u frejm i prenose podatke iz računara, a potom primaju, raspakuju i dekonvertuju primljeno sa mreže. Mrežne kartice imaju specifičnu arhitekturu dizajniranu posebno za eternet sa nekim od sledećih ulaza za konektore: BNC, AUI ili RJ-xx, najkorišćeniji RJ-45. Svaka od eternetskih kartica sadrži jedinstvenu fizičku adresu u svom ROM čipu. Deo ove adrese sadrži informacije o proizvođaču, a deo je jedinstven serijski broj kartice. Mrežna kartica se sastoji od tri osnovna dela:

Sprege fizičke sredine za prenos - odgovorna za električno slanje i prijem podataka.
- Sastoji se od prenosnika koji šalje ili prima podatke i konvertora koda.
Kontrolera linka podataka - odgovara MAC podsloju
Računarska sprega

Mrežne kartice možemo podeliti u četiri osnovna bloka: sprega mreže, dekoder, memorijski bafer i računarska sprega

Kao medijum za prenos, eternet koristi koaksijalne kablove, upredene parice (UTP i STP) ili optička vlakna.

10Mb/s eternet mrežna kartica iz 1990. godine
100Mb/s eternet mrežna kartica, brzi eternet
1 Gb/s eternet mrežna kartica, gigabitni eternet

Kablovi i konektori uredi

Kablovi koji se koriste u eternetu pripadaju trima grupama te u zavisnosti od toga koji kablovi su u pitanju koristimo i odgovarajuće konektore. Kod modernih eterneta za povezivanje se više ne koriste koaksijalni kablovi. Unutar lokalnih mreža koriste se UTP kablovi, dok se eternet sa optičkim kablovima koristi kao kičma pri povezivanju mreža na različitim lokacijama oko 2 km.

Koaksijalni kablovi
- tanki, BNC konektori.
- debeli, konektori su bili ubodne račve na primopredajniku (koristio se AUI kabl primopredajnika).
Neoklopljene upredene parice UTP i RJ-45 konektori, svi Base-T sistemi .
Optički kablovi i konektori, Base-F sistemi .
- multimodna optička vlakna 50/125 μm i 62,5/125 μm
- monomdna optička vlakna 9/125 μm
- konektori SC sistem 10Base-F, ST 100Base-FX sistem.
- MT-RJ i LC konektori^[4]

BNC konektori
RJ-45 konektori
ST optički konektori
MT-RJ optički konektori
SC optički konektori
LC optički konektori

Tipovi eterneta uredi

Brzi eternet uredi

Brzi eternet (engl. FastEthernet) ili 100Base-T je nastao kao napredna verzija standardnog eterneta 10Base-T. Kao rezultat unapređivanja standardnog eterneta razvijena su tri odvojena standarda fizičkog sloja: 100Base-TX, 100Base-T4 1995. i 100Base-T2 1997. godine. Do poboljšanja je došlo tako što se koristila drugačija tehnika kodiranja podataka. Svaki od navedenih standarda koristio je nov metod kodiranja.

100Base-TX - 4B/5B
100Base-T4 - 8B/6T i
100Base-T2 - PAM5x5

Gigabitni eternet uredi

Gigabitni eternet (Gigabit Ethernet, 1000BASE-T) ima protok od 1000 Mb/s. Razvijeni su standardi:

1000Base-T - Koristi UTP kabl kategorije 5, sa sva četiri para parica uz kodiranje 4D-PAM5.
1000Base-CX - STP kabl sa 2 parice, kodiranje 8B/10B.
1000Base-SX - višerežimsko optičko vlakno, laserska svetlost talasne dužine 800 nm i dometa do 550 m i
1000Base-LX - jednorežimsko optičko vlakno, talasne dužine 1300 nm i dometa do 5 km.

10 gigabitni eternet uredi

Trenutno, tehnologija koja podržava najbržu vezu je 10-gigabitni eternet prvi put objavljena 2002. godine kao standard IEEE 802.3ae. Definiše verziju eterneta sa nominalnom propusnom moći od 10 Gb/s, deset puta većim od gigabitnog eterneta. Proteklih godina radna grupa za standard 802.3 objavila je sledeće standarde:

802.3ae-2002
802.3ak-2004
802.3an-2006
802.3aq-2006 i
802.3ap-2007

10-gigabitni eternet podržava samo komunikaciju u potpunom dupleksu (dvosmernu komunikacija sa mogućnošću istovremenog primanja i slanja poruke), koristeći pri tome bakarne STP i UTP kablove kategorija 6a i 7 i optička vlakna. Novembra 2006. godine, radna grupa IEEE složila se da istražuje 100-gigabitni eternet kao sledeću verziju tehnologije.

Uporedne karakteristike tipova eterneta uredi

Razlike između tipova ogledaju se na fizičkom nivou, često nazivanom u slučaju eterneta i kao eternet PHY. Eternet je opisan standardom IEEE 802.3 koji trenutno opisuje četiri tipa funkcionisanja putem optičkog vlakna i upredenih parica.

Eternet brzine 10 Mb/s (10Base-T), koristi „Mančester“ kodiranje
Brzi eternet, brzine 100 Mb/s, koristi kodiranje 4B/5B
Gigabitni eternet, brzine 1000 Mb/s, koristi kodiranja 4D-PAM5 и 8B/10B
10-gigabitni eternet, brzine 10 Gb/s, 64B66B šema kodiranja sa 3% dodatnog saobraćaja^[5].

**Tabela uporednih karakteristika tipova eterneta**
Tip eterneta	Brzina	Tip kabla	Dupleks	Maks. rastojanje
Desetomegabitni eternet
10Base5	10 Mb/s	Koaksijalni debeli	polu	500 m
10Base2	10 Mb/s	Koaksijalni tanki	polu	185 m
10Base-Т	10 Mb/s	UTP kategorije 3/5	polu	100 m
10Base-F	10 Mb/s	Optičko vlakno	polu	100 m
10Base-FL	10 Mb/s	Optičko vlakno	polu	100 m
Stomegabitni eternet
100Base-T	100 Mb/s	UTP kategorije 5	polu	100 m
100Base-T4	100 Mb/s	UTP kategorije 5	polu	100 m
100Base-T2	100 Mb/s	UTP kategorije 5	polu	100 m
100Base-TX	100 Mb/s	UTP kategorije 5	polu	100 m
100Base-TX	200 Mb/s	UTP kategorije 5	potpun	100 m
100Base-FX	100 Mb/s	Višerežimsko vlakno	polu	400 m
100Base-FX	200 Mb/s	Višerežimsko vlakno	potpun	2 km
Gigabitni eternet
1000Base-T	1 Gb/s	UTP kategorije 5e	potpun	100 m
1000Base-TX	1 Gb/s	UTP kategorije 6	potpun	100 m
1000Base-CX	1 Gb/s	STP tvinaksijalni	potpun	25 m
1000Base-SX	1 Gb/s	Višerežimsko vlakno	potpun	550 m
1000Base-LX	1 Gb/s	Jednorežimsko vlakno	potpun	10 km
1000Base-ZX	1 Gb/s	Jednorežimsko vlakno	potpun	70-100 km
Desetogigabitni eternet
10GBase-CX4	10 Gb/s	STP tvinaksijalni	potpun	100 m
10GBase-T	10 Gb/s	UTP kategorije 6a/7	potpun	100 m
10GBase-LX4	10 Gb/s	Višerežimsko vlakno	potpun	300 m
10GBase-LX4	10 Gb/s	Jednorežimsko vlakno	potpun	10 km
10GBASE-SR/W	10 Gb/s	Višerežimsko vlakno	potpun	300 m
10GBASE-LR/W	10 Gb/s	Jednorežimsko vlakno	potpun	10 km
10GBASE-ER/W	10 Gb/s	Jednorežimsko vlakno	potpun	40 km

Savremeni eternet uredi

Značajan napredak u razvoju lokalnih mreža se desio uvođenjem komutatora umesto razvodnika koji su se dotad koristili. Ovaj napredak je uslovljen razvojem eterneta 100BASE-TX odnosno brzog eterneta. Komutatori su omogućili kontrolu toka podataka tako što izoluju portove po kojima uređaji komuniciraju, čime smanjuju mogućnost kolizije podataka. Kasnijim uvođenjem potpunog dupleksong režima komunikacije i optičkih kablova omogućen je razvoj gigabitnog eterneta. Upravo standard IEEE 802.3ae uvodi 10 Gigabitni eternet sa potpuno dupleksnim prenosom preko optičkog kabla sa većim dometom, čime je omogućena primena eterneta ne samo u lokalnim već i u WAN i mrežama na gradskom nivou. Razvojem novih tehnologija format frejma je ostao isti, čime je omogućeno poboljšanje pojedinačnih mreža koje ostaju u skladu sa postojećom infrastrukturom. Danas je gigabitni eternet uveliko rasprostranjen, 10-gigabitni proizvodi sve prihvatljiviji, dok se 40-, 100- i 160-gigabitne tehnologije upravo istražuju^[6].

Vidi još uredi

Reference uredi

^ ^a ^b Endru Tanenbaum: Računarske mreže, prevod četvrtog izdanja, Mikro knjiga 2005.
^ ^a ^b Charles E. Spurgeon: Ethernet - Definitive Guide, O'Reilly (2000)
^ Optical Fiber Telecommunications - Volume VB, Systems and Networks, Academic Press 2008.}-
-{section 9 - Cedric F. Lam and Winston I. Way: Optical Ethernet: Protocols, management, and 1–100G technologies
^ Optical Fiber Telecommunications - Volume IVB, Systems and Impairments, Academic Press 2002.
section 11 - Cedric F. Lam: Beyond Gigabit – Application and Development od High Speed Ethernet Technology.
^ IEEE Std 802.3™ - 2005: IEEE Computer Society, section 3, New York, 9 December 2005
^ Mark Norris: Gigabit Ethernet: Technology and Applications, Artech House (2003)

Spoljašnje veze uredi

(jezik: engleski) http://www.ieee802.org/3/
(jezik: engleski) http://learn-networking.com/network-design/a-brief-overview-of-ethernet-history Arhivirano na sajtu Wayback Machine (26. decembar 2008)
(jezik: engleski) http://www.erg.abdn.ac.uk/users/gorry/course/lan-pages/enet.html
(jezik: engleski) http://www.cisco.com/en/US/docs/internetworking/technology/handbook/Ethernet.html
(jezik: srpski) Elektrotehnički fakultet u Beogradu/Telekomunikacije Arhivirano na sajtu Wayback Machine (26. avgust 2014)

[multiple-1] Endru Tanenbaum: Računarske mreže, prevod četvrtog izdanja, Mikro knjiga 2005.

[multiple2-2] Charles E. Spurgeon: Ethernet - Definitive Guide, O'Reilly (2000)

[multiple3-3] Optical Fiber Telecommunications - Volume VB, Systems and Networks, Academic Press 2008.}-
-{section 9 - Cedric F. Lam and Winston I. Way: Optical Ethernet: Protocols, management, and 1–100G technologies

[4] Optical Fiber Telecommunications - Volume IVB, Systems and Impairments, Academic Press 2002.
section 11 - Cedric F. Lam: Beyond Gigabit – Application and Development od High Speed Ethernet Technology.

[5] IEEE Std 802.3™ - 2005: IEEE Computer Society, section 3, New York, 9 December 2005

[6] Mark Norris: Gigabit Ethernet: Technology and Applications, Artech House (2003)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]