اترنت چیست و چه کاربردی دارد؟ اترنت (Ethernet) یک فناوری مبتنی بر Frame است که برای اتصال دستگاه ها در یک شبکه محلی (LAN) یا شبکه گسترده (WAN) بکار می رود. اترنت قدمت زیادی دارد و همواره در حال بروزرسانی و پیشرفت است. اترنت امروزه پرکاربردترین فناوری روز دنیا برای ایجاد شبکه های محلی به شمار می آید.
در این مقاله قصد داریم به موضوع اترنت و بررسی آن بپردازیم پس با ما همراه باشید.
آنچه در ادامه می خوانیم:
- تاریخچه اترنت
- شبکه محلی (LAN)
- نحوه کار اترنت
- سرعت اترنت
- اجزای سخت افزاری اترنت
- انواع کابل اترنت
- انواع شبکه اترنت
- مزایا و معایب اترنت
- اصطلاحات مهم شبکه اترنت
- پروتکل شبکه اترنت
- تفاوت بین اتصالات اترنت و وای فای
تاریخچه اترنت
برای پاسخ به سؤال اترنت چیست بهتر است ابتدا به تاریخچه آن بپردازیم. فناوری اترنت برای اولین بار در دهه 1970 توسط شرکت زیراکس (Xerox) مطرح شد و نسخه استاندارد آن در سال 1983 با عنوان IEEE 802.3 ارائه شد.
ابتدا اترنت روی کابل کواکسیال (هم محور) انجام می شد، اما امروزه شبکه های محلی اترنت با استفاده از کابل های زوج به هم تابیده یا فیبر نوری نیز طراحی می شوند. اترنت به صورت سیمی است؛ یعنی گره های شبکه اترنت با کابل به یکدیگر متصل می شوند.
شبکه محلی (LAN)
شبکه محلی (LAN) شبکه ارتباطی است که پایانه ها یا کامپیوترهای مختلف را در داخل یک ساختمان یا ناحیه محدود به یکدیگر وصل می کند. این اتصال می تواند بی سیم یا حاوی سیم باشد. از نمونه فناوری های شبکه های محلی می توان به اترنت، Token Ring و Wireless LAN اشاره کرد.
نحوه کار اترنت
برای درک موضوع اترنت چیست به نحوه کار اترنت می پردازیم. هنگامی که یک دستگاه در شبکه قصد ارسال داده را دارد، از سیمی استفاده می کند که سیم اصلی اتصال تمام دستگاه ها است. اگر این سیم آزاد باشد، یعنی چیزی ارسال نشده است. سپس بسته داده در شبکه ارسال شود، سایر دستگاه ها بسته را بررسی می کنند تا ببینند گیرنده آن هستند یا خیر!
در این مرحله گیرنده بسته را دریافت و استفاده می کند. اما اگر قبلاً در این راه بسته ای وجود داشته باشد، یعنی آزاد نباشد، دستگاهی که می خواهد ارسال را انجام دهد، برای چند هزار ثانیه دست نگه می دارد و منتظر می ماند تا بتواند داده را ارسال کند.
سرعت اترنت
در اولین نسخه اترنت (۱۰base5)، حداکثر سرعت ۱۰ مگابیت بر ثانیه بود اما این سرعت در نسل بعدی اترنت افزایش پیدا کرد و تا ۱۰۰ مگابیت بر ثانیه نیز رسید. جدیدترین نسخه اترنت (نسل سوم) که همان اترنت گیگابیتی است، می تواند داده ها را با سرعت چندین هزار مگابیت بر ثانیه منتقل کند. نسل دوم و سوم اترنت، اترنت سریع و اترنت گیگابیتی هستند.
بیشتر بخوانید: راهنمای خرید سوئیچ شبکه
اجزای سخت افزاری اترنت
برای پاسخ به سؤال اترنت چیست به بررسی اجزای آن می پردازیم. برای ایجاد شبکه اترنت سه وسیله لازم است:
آداپتور یا کارت شبکه اترنت (Ethernet NIC)
آداپتور یا کارت شبکه اترنت در واقع رابطی است که کابل اترنت از طریق آن به مادربورد وصل می شود. معمولاً تمامی مادربوردها و رایانه ها کارت اترنت دارند و لازم نیست آنها را جداگانه خریداری و نصب کنید.
کابل اترنت
داده ها به کمک کابل بین گره های شبکه مبادله می شوند. کابل های اترنت چندین رشته سیم دارند که امکان انتقال دو طرفه داده ها را ایجاد می کند. در نسخه های اولیه و قدیمی اترنت برای ایجاد ارتباط بین گره های شبکه از کابل هم محور استفاده می شد اما در نسخه های به روز و جدید، کابل به هم تابیده و فیبر نوری جایگزین شده است.
روتر و سوئیچ (هاب) اترنت
سوئیچ (هاب) گره های شبکه اترنت را در یک نقطه به هم وصل و پیغام ها را بین گره ها مبادله می کند. روتر برای متصل کردن دو یا چند شبکه محلی اترنت به یکدیگر یا به اینترنت استفاده می شود.
انواع کابل اترنت
کابل های اترنت به دو روش زیر طراحی شده اند:
کابل های اترنت مفتولی یا Solid
این کابل ها عملکرد بسیار خوبی دارند و امنیت بالاتری را در برابر تداخل الکتریکی ایجاد می کنند. همچنین می توان به کاربرد این کابل ها در شبکه های سازمانی Business network، سیم کشی داخلی دیوارهای دفترکار یا در قسمت کف ساختمان اشاره کرد.
کابل های رشته ای یا افشان (استاندارد)
این کابل برای شبکه های خانگی مناسب است زیرا در برابر ایجاد ترک، شکاف و شکستگی ها مقاوم است.
انواع شبکه اترنت
از مهم ترین انواع شبکه های اترنت می توان به اترنت خطی، اترنت ستاره ای با استفاده از هاب، اترنت ستاره ای با استفاده از سوئیچ، اترنت سریع و اترنت گیگابیت اشاره کرد.
شبکه اترنت خطی (Bus Ethernet)
در این نوع اترنت که به آن اترنت باریک (Thin Ethernet یا Thin-net) نیز گفته می شود، تمامی گره ها به صورت زنجیره ای و توسط کابل هم محور RG58 به هم متصل می شوند. ساختار این شبکه ساده است، محدودیت های زیادی دارد و امروزه تقریباً جایگاه و کاربردی ندارد.
از معایب این نوع شبکه می توان به دو مورد مهم اشاره کرد:
- مستعد پدیده برخورد است. یعنی اگر دو گره بخواهند بطور هم زمان داده ای را ارسال کنند، پدیده برخورد (collision) رخ می دهد. در این صورت هر یک از گره ها برای مدتی توقف کرده و سپس دوباره تلاش می کند.
- عیب دیگر آن این است که اگر یکی از گره ها از مدار خارج شود، کل شبکه از کار می افتد.
اترنت ستاره ای با استفاده از هاب اترنت
هاب دستگاهی است که همه گره های شبکه را در یک نقطه مشترک به هم وصل می کند و اترنت ستاره ای را ایجاد می کند.
باید گفت که در اترنت با استفاده از هاب نیز امکان بروز پدیده برخورد وجود دارد، اما چون تمامی گره ها در یک نقطه متمرکز می شوند، اگر گره ای از کار بیافتد، ارتباط هاب با دیگر گره ها حفظ می ماند و شبکه به کار خود ادامه می دهد.
بزرگ ترین مشکل هاب در این است که نمی تواند آدرس مقصد بسته ها را بخواند. پس داده دریافت شده از هر گره را تکثیر و آن را بین تمامی گره ها پخش (برودکست) می کند تا گره مقصد، خودش بسته را شناسایی و آن را دریافت نماید. به همین دلیل امروزه هاب ها کاربردی ندارند و سوئیچ ها جایگزین آنها شده‌اند.
اترنت ستاره ای با استفاده از سوئیچ (Switch ethernet)
جایگزین شدن سوئیچ شبکه به جای هاب، مشکل برخورد سیگنال ها و معایب دیگر را برطرف می کند. سوئیچ مانند هاب با ایجاد اترنت ستاره ای، گره های شبکه محلی را در یک نقطه به هم متصل می کند، با این تفاوت که سوئیچ می تواند آدرس مقصد بسته ها را بخواند و بسته ارسالی از گره مبدأ را مستقیماً به گره مقصد برساند.
در شبکه اترنت براساس سوئیچ، همه گره ها می توانند بطور همزمان برای یکدیگر پیغام ارسال کنند. پس، هم از برخورد سیگنال ها جلوگیری می شود و هم سرعت عملکرد شبکه بالاتر می رود.
اترنت سریع (fast ethernet)
این نوع شبکه اترنت می تواند داده ها را با سرعت ۱۰۰ مگابیت بر ثانیه از طریق کابل twisted-pair یا کابل فیبر نوری (fiber-optic) منتقل کند.
اترنت گیگابیتی (Gigabit ethernet)
این شبکه قادر است داده ها را با سرعتی معادل ۱۰۰۰ مگابیت بر ثانیه توسط کابل twisted-pair یا کابل فیبر نوری منتقل کند.
مزایا و معایب اترنت
حال که دانستید اترنت چیست بهتر است با مزایا و معایب آن نیز آشنا شوید. اترنت مزایا و معایب زیادی دارد که در ادامه به آنها می پردازیم:
مزایای اترنت
- سازگاری خوبی با تکنولوژی های قدیمی تر دارد.
- هزینه آن نسبتاً کم است.
- اترنت در برابر نویز مقاوم است.
- کیفیت انتقال داده خوبی دارد.
- سرعت آن زیاد است. در شبکه اترنت داده ها با سرعت زیادی منتقل می شوند. سرعت اتصالات اترنت بسیار بیشتر از اتصالات بی سیم وای فای است. امروزه بسیاری از دانشگاه ها در شبکه های خود از فناوری اترنت گیگابیتی استفاده می کنند.
- امنیت داده ها را فراهم می کند، زیرا می توان از فایروال های رایج استفاده کرد.
معایب اترنت
- استفاده از کابل های بلندتر می تواند تداخل ایجاد کند.
- برای شبکه های کوچک تر با مسافت کوتاه طراحی شده است.
- با افزایش ترافیک سرعت در آن کاهش می یابد.
- گیرندگان دریافت بسته های داده را تأیید نمی کنند.
- عیب یابی برای تعیین اینکه کدام کابل یا گره باعث ایجاد مشکل شده است، دشوار است.
اصطلاحات مهم شبکه اترنت
در این قسمت از مقاله اترنت چیست به تعریف برخی از اصطلاحات مهم در اترنت می پردازیم:
- محیط انتقال (medium): تمامی دستگاه های اترنت به یک محیط انتقال مشترک وصل می شوند. این محیط انتقال در نسخه های قدیمی به صورت یک کابل مسی هم محور بوده است، اما در نسخه های امروزی یک جفت کابل تابیده یا کابل فیبر نوری است.
- سگمنت (segment): در اترنت یک محیط انتقال مشترک به عنوان سگمنت وجود دارد.
- گره (node): گره دستگاهی است که به سگمنت متصل می شود.
- فریم (frame): گره ها با پیام های کوتاهی به نام فریم ارتباط برقرار می کنند. هر فریم شامل داده اصلی، آدرس مبدأ، آدرس مقصد و داده های خطایابی است.
بیشتر بخوانید: کابل کواکسیال و سیم آنتن چیست و چه کاربردی دارد؟
پروتکل شبکه اترنت
پروتکل به مجموعه قوانينی گفته می شود که نحوه ارتباطات را قانونمند می کند. به منظور ارتباط موفقيت آميز دو دستگاه در شبکه باید هر دو دستگاه از يک پروتکل مشابه استفاده کنند.
تفاوت بین اتصالات اترنت و وای فای
- در اتصال اترنت داده ها را از طریق کابل انتقال می دهند، اما در اتصال وای فای این کار از طریق سیگنال های بی سیم به جای کابل انجام می شود.
- در اتصال اترنت امکان جابجایی محدود است، زیرا به کابل نیاز است اما در اتصال وای فای امکان جابجایی بیشتر است زیرا نیازی به کابل نیست.
- در اتصال اترنت سرعت و امنیت بیشتر از اتصال وای فای است.
- در اتصال اترنت فرآیند نصب پیچیده تر است.
- در اتصال اترنت تأخیر کمتر از اتصال وای فای است.
- در اتصال اترنت نیازی به رمزگذاری داده ها نیست.
- در اتصال اترنت سرعت ثابت است اما در اتصال وای فای سرعت غیر یکنواخت است زیرا مستعد تداخل سیگنال است.
- در اتصال وای فای استفاده برای کاربر راحت تر است زیرا کاربران می توانند از هر جایی به اینترنت متصل شوند اما اتصال اترنت به این صورت نیست.
بیشتر بخوانید: تفاوت سوئیچ و روتر در چیست؟
اترنت شبکه ای مبتنی بر سیم است که با استفاده از کابل ها یا فیبر نوری ایجاد می شود. دستگاه هایی که با اترنت وصل می شوند، کمتر در برابر اختلالات شبکه ای آسیب پذیر هستند و همچنین از امنیت بیشتری نسبت به اتصال بی سیم برخوردار هستند.
در مقاله اترنت چیست سعی کردیم با بیانی ساده به توضیح کامل اترنت و انواع آنها بپردازیم. امیدوار هستیم این مقاله به آگاهی شما درخصوص اترنت کمک کرده باشد.
