Por várias décadas, a Ethernet provou ser uma tecnologia LAN relativamente barata, razoavelmente rápida e muito popular. Este tutorial explica a funcionalidade básica da Ethernet e como ela pode ser utilizada em redes domésticas e comerciais.
A história da Ethernet
Engenheiros Bob Metcalfe e D.R. A Boggs desenvolveu a Ethernet a partir de 1972. Os padrões da indústria baseados em seu trabalho foram estabelecidos em 1980 sob o conjunto de especificações IEEE 802.3. As especificações Ethernet definem protocolos de transmissão de dados de baixo nível e os detalhes técnicos que os fabricantes precisam saber para construir produtos Ethernet, como cartões e cabos.
A tecnologia Ethernet evoluiu e amadureceu durante um longo período de tempo. O consumidor médio geralmente pode confiar em produtos Ethernet disponíveis no mercado para funcionar como projetado e para trabalhar uns com os outros.
Tecnologia Ethernet
A Ethernet tradicional suporta transferências de dados a uma taxa de 10 megabits por segundo (Mbps). À medida que as necessidades de desempenho das redes aumentaram com o tempo, a indústria criou especificações adicionais de Ethernet para Fast Ethernet e Gigabit Ethernet. O Fast Ethernet estende o desempenho tradicional de Ethernet até 100 Mbps e Gigabit Ethernet a velocidades de até 1000 Mbps. Embora os produtos ainda não estejam disponíveis para o consumidor médio, 10 Gigabit Ethernet (10.000 Mbps) também existem e são usados em algumas redes comerciais e na Internet2.
Os cabos Ethernet também são fabricados para qualquer uma das várias especificações padrão. O cabo Ethernet mais popular em uso atual, cabo de categoria 5 ou CAT5, suporta Ethernet tradicional e Fast Ethernet. Os cabos Categoria 5e (CAT5e) e CAT6 suportam Gigabit Ethernet.
Para conectar cabos Ethernet a um computador (ou outros dispositivos de rede), uma pessoa conecta um cabo diretamente à porta Ethernet do dispositivo. Alguns dispositivos sem suporte Ethernet também podem suportar conexões Ethernet via dongles, como adaptadores USB para Ethernet. Os cabos Ethernet utilizam conectores que se parecem muito com o conector RJ-45 usado com telefones tradicionais.
Para os alunos: No modelo OSI, a tecnologia Ethernet opera nas camadas física e de enlace de dados - Camadas Um e Dois, respectivamente. Ethernet suporta toda a rede popular e protocolos de nível superior, principalmente TCP / IP.
Tipos de Ethernet
Muitas vezes referido como Thicknet, 10Base5 foi a primeira encarnação da tecnologia Ethernet. A indústria usou o Thicknet nos anos 80 até o aparecimento do 10Base2 Thinnet. Em comparação com a Thicknet, o Thinnet ofereceu a vantagem do thinner (5 milímetros x 10 milímetros) e um cabeamento mais flexível, facilitando a conexão dos prédios de escritórios à Ethernet.
A forma mais comum de Ethernet tradicional, no entanto, era 10Base-T. O 10Base-T oferece melhores propriedades elétricas do que o Thicknet ou Thinnet, porque os cabos 10Base-T utilizam fiação de par trançado não blindado (UTP) em vez de coaxiais. O 10Base-T também se mostrou mais econômico do que alternativas como cabeamento de fibra ótica.
Existem vários outros padrões Ethernet menos conhecidos, incluindo 10Base-FL, 10Base-FB e 10Base-FP para redes de fibra ótica e 10Broad36 para cabeamento de banda larga (TV a cabo). Todas as formas tradicionais acima, incluindo 10Base-T, tornaram-se obsoletas com Fast e Gigabit Ethernet.
Mais sobre a Fast Ethernet
Em meados da década de 1990, a tecnologia Fast Ethernet amadureceu e atingiu os objetivos de design de: a) aumentar o desempenho da Ethernet tradicional eb) evitar a necessidade de redesenhar completamente as redes Ethernet existentes. Fast Ethernet vem em duas variedades principais:
- 100Base-T (usando cabo de par trançado não blindado)
- 100Base-FX (usando cabo de fibra ótica)
De longe, o mais popular deles é 100Base-T, um padrão que inclui 100Base-TX (Categoria 5 UTP), 100Base-T2 (Categoria 3 ou melhor UTP) e 100Base-T4 (cabeamento 100Base-T2 modificado para incluir dois adicionais pares de fios).
Mais sobre o Gigabit Ethernet
Enquanto a Fast Ethernet melhorou a Ethernet tradicional de 10 Megabits para 100 Megabits, a Gigabit Ethernet apresenta a mesma melhoria de ordem de grandeza em relação à Fast Ethernet, oferecendo velocidades de 1.000 Megabits (1 Gigabit). O Gigabit Ethernet foi feito primeiramente para viajar através de cabeamento ótico e de cobre, mas o padrão 1000Base-T também suporta com sucesso. O 1000Base-T usa um cabeamento de Categoria 5 semelhante ao Ethernet de 100 Mbps, embora a obtenção de velocidade de gigabit exija o uso de pares de fios adicionais.
Topologias e protocolos Ethernet
A Ethernet tradicional emprega uma topologia de barramento, o que significa que todos os dispositivos ou hosts na rede usam a mesma linha de comunicação compartilhada. Cada dispositivo possui um endereço Ethernet, também conhecido como endereço MAC. Os dispositivos de envio usam endereços Ethernet para especificar o destinatário pretendido das mensagens.
Os dados enviados pela Ethernet existem nas formas de quadros. Um quadro Ethernet contém um cabeçalho, uma seção de dados e um rodapé com um comprimento combinado de não mais de 1518 bytes. O cabeçalho Ethernet contém os endereços do destinatário pretendido e do remetente.
Os dados enviados pela Ethernet são transmitidos automaticamente para todos os dispositivos da rede. Ao comparar seu endereço Ethernet com o endereço no cabeçalho do quadro, cada dispositivo Ethernet testa cada quadro para determinar se foi planejado para eles e lê ou descarta o quadro conforme apropriado. Adaptadores de rede incorporam essa função em seu hardware.
Os dispositivos que desejam transmitir na Ethernet primeiro realizam uma verificação preliminar para determinar se a mídia está disponível ou se uma transmissão está em andamento. Se a Ethernet estiver disponível, o dispositivo emissor transmitirá para o fio.É possível, no entanto, que dois dispositivos executem este teste aproximadamente ao mesmo tempo e ambos transmitam simultaneamente.
Por design, como um compromisso de desempenho, o padrão Ethernet não impede a transmissão simultânea múltipla. Essas chamadas colisões, quando ocorrem, fazem com que ambas as transmissões falhem e exijam que os dois dispositivos de envio retransmitam. A Ethernet usa um algoritmo baseado em tempos de atraso aleatórios para determinar o período de espera adequado entre as retransmissões. O adaptador de rede também implementa esse algoritmo.
Na Ethernet tradicional, esse protocolo para transmissão, escuta e detecção de colisões é conhecido como CSMA / CD (Detecção de Acesso Múltiplo de Transportadora / Detecção de Colisão). Algumas formas mais recentes de Ethernet não usam CSMA / CD. Em vez disso, eles usam o chamado protocolo Ethernet full duplex, que suporta envios e recebimentos simultâneos ponto-a-ponto sem necessidade de escuta.
Mais sobre dispositivos Ethernet
Como mencionado anteriormente, os cabos Ethernet são limitados em seu alcance, e essas distâncias (de até 100 metros) são insuficientes para cobrir instalações de rede de médio e grande porte. Um repetidor em rede Ethernet é um dispositivo que permite que vários cabos sejam unidos e maiores distâncias sejam abrangidas. Um dispositivo de ponte pode unir uma Ethernet a outra rede de um tipo diferente, como uma rede sem fio. Um tipo popular de dispositivo repetidor é um hub Ethernet. Outros dispositivos, por vezes, confundidos com hubs são switches e roteadores.
Os adaptadores de rede Ethernet também existem em vários formulários. Os computadores pessoais e consoles de jogos mais novos possuem um adaptador Ethernet integrado. Adaptadores USB para Ethernet e adaptadores Ethernet sem fio também podem ser configurados para funcionar com muitos dispositivos mais recentes.
Resumo
Ethernet é uma das principais tecnologias da Internet. Apesar de sua idade avançada, a Ethernet continua a alimentar muitas das redes locais do mundo e está melhorando continuamente para atender às necessidades futuras de rede de alto desempenho.
