درخواست های ارتباط
جستجو
لیست دوستان من
صندوق پیام
همه را دیدم
  • در حال دریافت لیست پیام ها
صندوق پیام
رویدادها
همه را دیدم
  • در حال دریافت لیست رویدادها
همه رویدادهای من
تخفیف های وب سایت
همه تخفیف ها

عضویت در

کانال تلگرام

توسینسو

اطلاعات مطلب
مدرس/نویسنده
Farzad
امتیاز: 2548
رتبه:152
0
8
0
27

Ethernet چیست - مقدمه - قسمت اول

تاریخ 9 ماه قبل
نظرات 0
بازدیدها 319

Ehternet

دوستان عزیز در این مقاله قصد داریم درباره Ethernet و اینکه واقعا به چیزی Ethernet میگوییم بپردازیم. چون خیلی مواقع بعضی¬ها را می¬بینیم که میگویند کابل اترنت یا کارت شبکه اترنت یا سوکت اترنت ولی واقعا نمی¬دانند که اترنت چه چیزی هست؟ قبل از اینکه برویم سراغ مقدمه بحث، در همین ابتدا خیلی ساده می¬گوییم که Ethernet (در این مقاله از کلمه انگلیسی آن استفاده می¬شود) یک استاندارد است!
ما در این مقاله درمورد استانداردهای شبکه¬های Ethernet 802.3 صحبت خواهیم کرد و اگر میخواهید برای Network + مطالعه داشته باشید پیشنهاد من این است که این مقاله را از دست ندهید!

این هم کلیدواژ¬ه¬هایی که در این مقاله در مورد آنها بحث خواهیم کرد:

Ethernet و استانداردهای مختلف آن:
• Ethernet
• 10BaseT
• 100BaseTX
• 100BaseFX
• 1000BaseT
• 1000BaseX
• 10GBaseSR
• 10GBaseLR
• 10GBaseER
• 10GBaseSW
• 10GBaseLW
• 10GBaseEW
• 10GBaseT

و برخی Property های Ethernet مثل:
• CSMA/CD
• Baseband / Broadband
• Collision
• Bonding
• Speed
• Distance


مقدمه

زمانی که می¬خواهیم به معرفی سیستم شبکه و اینکه چگونه کار می¬کند بپردازیم دو مفهوم داریم که باید معنای آن¬ها را خوب بدانیم تا کارکل شبکه را بهتر متوجه بشیم. یکی از این مفاهیم توپولوژی و دیگری استاندارد است. توپولوژی شبکه، ساختار یک شبکه را معرفی می¬کند و استاندارد شبکه، نحوه اینکه شبکه چگونه کار می¬کند را بیان میکند و حتما در ذهنتان داشته باشید که شبکه پر از استانداردهای مختلف و زیادی است. یعنی وقتی درمورد شبکه صحبت می-کنیم داریم درباره پروتکل¬ها و استانداردها صحبت می¬کنیم.

خب اگر میخواهید Ethernet را خوب بفهمیم، بهتر است سوار ماشین زمان شده! و به گذشته و زمان پیدایش Ethernet برگردیم و داستان پیدایش آن را با یکدیگر دنبال کنیم! اگر به زمان های دور یعنی به سال¬های 1970 تا 1980 برگردیم، مشخص بود که شبکه قرار است در دنیای آینده ما نقش بزرگی را ایفا کند برای همین بسیاری از شرکت¬ها روی به استفاده از این تکنولوژی جذاب آوردند و به این نتیجه رسیدند که برای سازگاری محصولات مختلفشان با یکدیگر یا حتی با محصولات سایر شرکت¬ها، نیاز است که یک استانداردی وجود داشته باشد. برای همین یکسری افراد (گروهی از افراد) که به نام IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers) شناخته میشوند (تلفظ آن هم به صورت "آی تریپل ای" می¬باشد)، دورهم جمع شدند. (حالا به صورت کلی این IEEE یک موسسه است که همش در حال استاندارد تولید کردن در زمینه های فناوری اطلاعات و مخابرات و ... است) و یک مجموعه استانداردهایی به نام پروژه 802 را توسعه دادند که مربوط به شبکه¬های LAN و MAN هستند و در این پروژه 802، یکسری استاندارد مثل 802.11 و همین 802.3 را که میخواهیم درباره اش صحبت کنیم، قرار دارند. و با تولید این استانداردها خیال شرکت¬ها برای تولید محصولاتی که سازگار با محصولات دیگر شرکت¬ها بود راحت شد. یکسری از این استانداردها را در زیر برای شما قرار دادم تا اگر کسی علاقه به مطالعه بیشتر داشت، استفاده کند:

• 802.1 : Higher Layer LAN Protocols (Bridging)
• 802.2 : LLC
• 802.3 : Ethernet
• 802.4 : Token Bus
• 802.5 : Token Ring
• 802.6 : Metropolitan Area Network (MAN)
• 802.7 : Broadband LAN Using Coaxial Cable
• 802.8 : Fiber Optic TAG
• 802.9 : Integrated Voice and Data Network
• 802.10 : Network Security
• 802.11 : Wireless Networks
• 802.12 : 100BaseVG – AnyLan
• و ...

خب پس این افراد دور هم جمع شدند و یکسری استاندارد را همینطور که دور هم نشسته بودند و چای میل می¬کردند تولید کردند! استانداردی که ما در این مقاله می¬خواهیم به آن بپردازیم 802.3 IEEE است که به نام Ethernet شناخته می¬شود. و همینطور یکسری خصوصیات این استاندارد مثل Access Method این استاندارد که به آن (CSMA/CD) می¬گوییم، نوع Signaling ما (Baseband یا Broadband) ، سرعت این استاندارد (Speed) و همینطور مسافت¬هایی (Distance) که می¬تواند پوشش دهد نیز صحبت می¬کنیم.

دوستان این استاندارد درواقع مثل یک کتاب است که در این کتاب همه چیزی که شما باید بدانید تا یک شبکه به اسم Ethernet را بسازید قرار دارد.

Ethernet چیست - مقدمه - قسمت اول


خب خیلی ساده پس یک کتاب است که همه چیز به صورت ریز در آن نوشته شده است:
مثل اینکه از کدام کابل استفاده کنیم؟
سرعت شبکه چه مقدار باید باشد؟
فریم های ما چه ساختاری باید داشته باشند؟
و اینکه اجزا چطور با یکدیگر ارتباط برقرار میکنند؟
و اینکه در واقع هرچیزی که شما نیاز دارید بدانید تا یک شبکه Ethernet را ایجاد کنید از سیر تا پیاز داخل این کتاب (IEEE 802.3) نوشته شده است!


خصوصیات تعریف شده در استاندارد IEEE 802

استاندارد IEEE خصوصیاتی را برای سیستم¬¬های شبکه (Networking Systems) بیان می¬کند. این خصوصیات شامل سرعت (Speed)، متد دسترسی (Access Method)، توپولوژی¬ها (Topologies) و رسانه (Media) می¬باشد. خب شما نیازی ندارید که تمام جزییات ریز درباره این استانداردها را بدانید بلکه یک دانش کلی درباره این استانداردها کافی است.

SPEED

سرعت در این استاندارد همان ماکزیمم سرعت سیستم¬ شبکه را تعریف می¬کند. این سرعت به صورت معمول برحسب مگابیت بر ثانیه (Mbps) اندازه¬گیری می¬شود، هرچند که امروزه شبکه¬های سریع اینترنت از گیگابیت بر ثانیه (Gbps) استفاده می¬کنند. مثلا سرعت¬هایی مثل 10گیگابیت بر ثانیه! (هر 1 گیگابیت بر ثانیه (1Gbps) معادل 1000 مگابیت بر ثانیه است (1000Mbps)).
پیشنهاد من این است که تا در این قسمت هستید حتما این مطلبِ استاد نصیری که درباره تفاوت Bandwidth و Throughput است را حتما مطالعه بفرمایید. چون خیلی در صحبت¬¬های روزانه ما از واژه Bandwidth استفاده می¬کنیم ولی از نظر فنی درستش Throughput است. به هرحال خلاصه¬اش این است که پهنای باند به تعداد کانال¬هایی که رسانه به صورت اسمی می¬تواند ساپورت کند، اشاره دارد ولی Throughput سرعت واقعی است که در عمل به آن دسترسی خوهیم داشت.
حال بعضی از انواع شبکه¬ها از دیگر شبکه¬ها سریع¬تر هستند. مثلا شبکه TokenRing (802.5) ماکزیمم سرعتی که داشت برابر 16Mbps بود. اما اکنون شبکه¬های Ethernet که ما الان داریم استفاده می¬کنیم سرعت¬هایی معادل 100Mbps و یا امروزه سرعت¬هایی مثل 10Gbps و یا 100Gbps را می¬توانند داشته باشند. دستیابی به چنین سرعت¬¬هایی تحت تاثیر عوامل متعددی می¬تواند باشد و شبکه¬هایی که به 100% پتانسیل پهنای باند خود دست پیدا کنند خیلی اندک هستند و دستیابی به آن بسیار سخت است.

Access Method

Access Method روشی را که سیستم به مدیای شبکه و ارسال داده دسترسی دارد را کنترل می¬کند. Access Method ها لازم هستند تا اطمینان دهند که سیستم¬های بر روی شبکه می¬توانند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. بدون این Access Method ها ممکن است که دو سیستم در هنگام ارتباط داشتن سیستم¬های دیگر شروع به برقراری ارتباط کنند و باعث ایجاد تداخل (Collision) شوند. مثل اینکه دونفر بزرگتر در حال صحبت کردن هستند و یک بچه شروع به حرف زدن بکند!!
خب چندین Access Method در شبکه¬ها مورد استفاده قرار می¬گیرد؛ معروف¬ترین آن¬ها CSMACD و CSMACA می¬باشند.

CSMA/CD

این Access Method به نام Carrier Sense Multiple Access Collision Detection یا (CSMACD) شناخته می¬شود که در استاندارد IEEE 802.3 تعریف شده¬است. CSMA/CD رایج¬ترین Access Method است زیرا با 802.3 Ethernet مورد استفاده قرار می¬گیرد (یا میگرفت! زیرا در شبکه¬های مدرن Ethernet که با سوویچ¬ها و ارتباطات Full Duplex ساخته شده¬اند هر سگمنت یا Collision Domain به صورت ایزوله شده وجود دارد و از احتمال ایجاد Collision یا برخورد جلوگیری شده است و نیازی به استفاده از این Access Method نداریم و استفاده از آن منسوخ شده است).
خب با اینکه منسوخ شده ولی ببینیم کارکرد آن چگونه بوده است؟ در یک شبکه که از CSMA/CS استفاده می¬شده است، زمانی که یک سیستم خواهان ارسال داده به سیستم دیگری بود اولین کاری که می¬کرد این بود که Network Media یا همان رسانه شبکه (مجبوریم ترجمه کنیم!!) را نگاه می¬کرد که ببیند آیا آزاد است یا خیر؟ آیا کسی در حال صحبت با کسی دیگر است یا خیر؟ دلیل این کار هم این بود که هر قطعه رسانه شبکه¬ی استفاده شده در یک LAN می-توانست که تنها یک سیگنال را در یک زمان حمل کند. اگر Node ارسال کننده تشخیص دهد که رسانه آزاد است، شروع به ارسال کردن می¬کند و داده به مقصد ارسال می¬شود. خیلی ساده است! نه؟ معلومه که نه!!!
خب اگر به همین سادگی بود که نیازی به استفاده از قسمت دوم آن یعنی CD به معنای تشخیص تصادم یا تداخل (Collision) نبود. متاسفانه در شبکه¬های کامپیوتری همه چیز آنطوری که توقع داریم اتفاق نمی¬افتد! درست مثل زندگی خودمان! مشکل زمانی اتفاق می¬افتد که دو سیستم درست در یک زمان تلاش به انتقال داده می¬کنند. ممکن است که خیلی بعید به نظر برسد ولی زمانی که داریم درباره ارتباطاتی صحبت می¬کنیم که به دفعات زیادی در یک ثانیه اتفاق می¬افتد چندان بعید هم به نظر نمی¬رسد. درست مثل رانندگی کردن خودمان زمانی که می¬خواهیم همه با هم وارد یک خیابان شویم! و خیلی به همدیگر احترام می¬گذاریم! یا یک اتاقی را در نظر بگیرید که 200 نفر در آن نشسته¬ و همه ساکت¬ بودند ناگهان دو نفر تصمیم به صحبت کردن در یک لحظه بکنند. این دو شخص محترم قبل از اینکه بخواهند صحبت کنند ابتدا گوش می¬دهند آیا کسی در حال صحبت کردن است یا خیر. به دلیل اینکه هیچ شخص دیگری در حال صحبت کردن نیست آن دو شروع به صحبت کردن می¬کنند. نتیجه آن این است که دو شخص در یک لحظه اقدام به صحبت کردن می¬کنند و این اتفاق شبیه به همان Collision ای است که در یک شبکه کامپیوتری اتفاق می¬افتد.
برای رفع این برخورد اینطور بیان میکنم که سیستم¬هایی که با یکدیگر برخورد یا Collision دارند هرکدام تاسی را میریزند و یک عدد تصادفی برای آن¬ها لحاظ می¬شود و این عدد مقدار زمانی است که هر کدام باید منتظر بایستند تا دوباره شروع به ارسال (Transmit) بکنند و این زمان انتظار آن¬ها بر حسب میلی ثانیه خواهد بود.

CSMA/CA

یک Access Method دیگری هم داریم به اسم Carrier Sense Multiple Access Collision Avoidance که از سیگنال Avoidance یا معنی فارسی آن "پرهیز یا اجتناب" استفاده می¬کند. در محیط شبکه CSMACA یک مکانسیم دسترسی است که در استاندارد 802.11 Wireless استفاده می¬شود. و کارکرد آن هم به این صورت است که قبل از ارسال داده یک سیگنالی را ارسال می¬کند. اگر شبکه یک Collision ای را تشخیص دهد، قبل از ارسال و انتقال منتظر می¬ماند و به سیستم اجازه ¬می¬دهد تا از تصادم جلوگیری کند.
این Access Method از روشی به نام " قبل از اینکه حرف بزنی خوب گوش بده!" استفاده می¬کند. هر سیستمی که بخواهد داده¬ای ارسال کند، ابتدا باید قبل از انتقال بررسی نماید که کانال آزاد است و با این کار از Collision جلوگیری می¬نماید.

Topology

حتما با واژه¬ی توپولوژی آشنا هستید. توپولوژی ساختار فیزیکی و منطقی شبکه می¬باشد. توپولوژی¬های که در شبکه وجود دارند شامل Bus ، Star ، Ring ، Mesh و Wireless می¬باشند. هرکدام از استانداردهای IEEE LAN می-تواند با استفاده از توپولوژیِ تعریف شده در آن استاندارد پیاده¬سازی شود. بعضی استانداردها مثل 802.3 که همان Ethernet خودمان است، توپولوژی¬های فیزیکی چندگانه¬ای دارند اما همیشه از توپولوژی منطقی یکسانی استفاده می-کنند.


Media

هر تعریف IEEE بیان¬کننده رسانه (Media) در دسترس برای انتقال سیگنال در سراسر شبکه می¬باشد. واژه Media که جمع کلمه Medium در انگلیسی است به صورت کلی بیانگر روشی است که داده توسط آن از یک نقطه به نقطه دیگر انتقال می¬یابد. انواع رایج Media در شبکه شامل " کابل¬های زوج تابیده (Twisted Pair) " ، کابل¬های کواکسیال، Infrared ، فرکانس رادیویی و کابل¬های Fiber Optic می¬باشند.



دوستان عزیز در قسمت بعدی مقاله به معرفی ورژن های مختلف استاندارد IEEE 802.3 و همینطور نام گذاری این استانداردها آشنا می شویم.
ردیف عنوان
1 Ethernet چیست - مقدمه - قسمت اول
2 Ethernet چیست - ورژن های مختلف IEEE 802.3 - قسمت دوم
3 Ethernet چیست - استانداردهای IEEE 802.3 - قسمت سوم
4 Ethernet چیست - خلاصه - قسمت پایانی
دوره مجموعه کل دوره
مطالب مرتبط

در حال دریافت اطلاعات

نظرات
هیچ نظری ارسال نشده است

    برای ارسال نظر ابتدا به سایت وارد شوید