Per decenni, Ethernet si è dimostrata una tecnologia LAN (rete locale) relativamente poco costosa, ragionevolmente veloce e molto popolare.
La storia di Ethernet
Gli ingegneri Bob Metcalfe e D. R. Boggs ha sviluppato Ethernet a partire dal 1972. Gli standard del settore basati sul loro lavoro sono stati stabiliti nel 1980 in base al set di specifiche IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.3. Le specifiche Ethernet definiscono protocolli di trasmissione dati di basso livello e i dettagli tecnici che i produttori devono conoscere per realizzare prodotti Ethernet come schede e cavi.
La tecnologia Ethernet si è evoluta e maturata negli anni da allora. Al giorno d'oggi, il consumatore può fare affidamento su prodotti Ethernet standard per funzionare come progettato e lavorare tra loro.
Tecnologia Ethernet
L'Ethernet tradizionale supporta il trasferimento di dati a una velocità di 10 megabit al secondo (Mbps). Con l'aumento delle esigenze di prestazioni delle reti nel tempo, il settore ha creato specifiche Ethernet aggiuntive per Fast Ethernet e Gigabit Ethernet.
Fast Ethernet estende le prestazioni Ethernet tradizionali fino a 100 Mbps e Gigabit Ethernet fino a 1.000 Mbps. Sebbene non siano disponibili per il consumatore medio, 10 Gigabit Ethernet (10.000 Mbps) ora alimenta le reti di alcune aziende, data center ed entità Internet2. In genere, tuttavia, la spesa ne limita l'adozione diffusa.
Allo stesso modo, i cavi Ethernet sono prodotti secondo una delle numerose specifiche standard. Il cavo Ethernet più diffuso in uso, la Categoria 5 (cavo CAT5) supporta sia Ethernet tradizionale che Fast Ethernet. I cavi di categoria 5e (CAT5e) e CAT6 supportano Gigabit Ethernet.
Per collegare un cavo Ethernet a un computer (o altri dispositivi di rete), inserire un cavo nella porta Ethernet del dispositivo. Alcuni dispositivi senza supporto Ethernet possono supportare connessioni Ethernet utilizzando dongle come adattatori da USB a Ethernet. I cavi Ethernet utilizzano connettori simili al connettore RJ-45 utilizzato con i telefoni tradizionali.
Nel modello OSI (Open Systems Interconnection), la tecnologia Ethernet opera a livello fisico e di collegamento dati, rispettivamente di livello uno e due. Ethernet supporta tutti i protocolli di rete e di livello superiore più diffusi, principalmente TCP/IP.
Tipi di Ethernet
Spesso chiamato Thicknet, 10Base5 è stata la prima incarnazione della tecnologia Ethernet. L'industria ha utilizzato Thicknet negli anni '80 fino alla comparsa di 10Base2 Thinnet. Rispetto a Thicknet, Thinnet offre il vantaggio di un cablaggio più sottile (5 millimetri contro 10 millimetri) e più flessibile, semplificando il cablaggio di edifici per uffici per Ethernet.
La forma più comune di Ethernet tradizionale, tuttavia, è 10Base-T. Offre proprietà elettriche migliori rispetto a Thicknet o Thinnet perché i cavi 10Base-T utilizzano un cablaggio a doppino intrecciato (UTP) non schermato anziché coassiale. 10Base-T è anche più conveniente rispetto ad alternative come il cablaggio in fibra ottica.
Esistono altri standard Ethernet meno conosciuti, inclusi 10Base-FL, 10Base-FB e 10Base-FP per reti in fibra ottica e 10Broad36 per cablaggio a banda larga (televisione via cavo). Fast e Gigabit Ethernet hanno reso obsolete tutte le forme tradizionali di cui sopra, incluso 10Base-T.
Ulteriori informazioni su Fast Ethernet
A metà degli anni '90, la tecnologia Fast Ethernet è maturata e ha raggiunto i suoi obiettivi di progettazione di aumentare le prestazioni dell'Ethernet tradizionale evitando la necessità di ricollegare completamente le reti Ethernet esistenti.
Fast Ethernet è disponibile in due varietà principali:
- 100Base-T (utilizzando un doppino intrecciato non schermato)
- 100Base-FX (tramite cavo in fibra ottica)
Il più popolare è 100Base-T, uno standard che include 100Base-TX (UTP di categoria 5), 100Base-T2 (UTP di categoria 3 o superiore) e 100Base-T4 (cablaggio 100Base-T2 modificato per includerne due coppie di cavi aggiuntive).
Linea inferiore
Mentre Fast Ethernet ha migliorato la velocità Ethernet tradizionale da 10 Megabit a 100 Megabit, Gigabit Ethernet migliora Fast Ethernet offrendo velocità di 1.000 Megabit (1 Gigabit). Gigabit Ethernet è stato inizialmente progettato per viaggiare su cavi ottici e in rame, ma lo standard 1000Base-T lo supporta anche. 1000Base-T utilizza un cablaggio di categoria 5 simile a 100 Mbps Ethernet, sebbene il raggiungimento della velocità gigabit richieda l'uso di coppie di cavi aggiuntive.
Topologie e protocolli Ethernet
L'Ethernet tradizionale utilizza una topologia a bus, il che significa che tutti i dispositivi o gli host sulla rete utilizzano la stessa linea di comunicazione condivisa. Ogni dispositivo possiede un indirizzo Ethernet, noto anche come indirizzo MAC. I dispositivi di invio utilizzano indirizzi Ethernet per specificare i destinatari previsti dei messaggi.
I dati inviati tramite Ethernet esistono sotto forma di frame. Un frame Ethernet contiene un'intestazione, una sezione dati e un piè di pagina con una lunghezza combinata non superiore a 1.518 byte. L'intestazione Ethernet contiene gli indirizzi sia del destinatario previsto che del mittente.
I dati inviati tramite Ethernet vengono trasmessi automaticamente a tutti i dispositivi sulla rete. Confrontando l'indirizzo Ethernet con l'indirizzo nell'intestazione del frame, ogni dispositivo Ethernet verifica ogni frame per determinare se era destinato a esso e legge o scarta il frame in base alle esigenze. Gli adattatori di rete incorporano questa funzione nel loro hardware.
I dispositivi che desiderano trasmettere su una rete Ethernet eseguono prima un controllo preliminare per determinare se il supporto è disponibile o se è in corso una trasmissione. Se l'Ethernet è disponibile, il dispositivo di invio trasmette sul filo. È possibile, tuttavia, che due dispositivi eseguano questo test all'incirca nello stesso momento e trasmettano entrambi contemporaneamente.
In base alla progettazione, come compromesso in termini di prestazioni, lo standard Ethernet non impedisce trasmissioni multiple simultanee. Queste cosiddette collisioni, quando si verificano, causano il fallimento di entrambe le trasmissioni e richiedono la ritrasmissione di entrambi i dispositivi di invio. Ethernet utilizza un algoritmo basato su tempi di ritardo casuali per determinare il corretto periodo di attesa tra le ritrasmissioni. Anche la scheda di rete implementa questo algoritmo.
Nell'Ethernet tradizionale, questo protocollo per la trasmissione, l'ascolto e il rilevamento delle collisioni è noto come CSMA/CD (rilevamento di accesso multiplo/rilevamento delle collisioni). Alcune forme più recenti di Ethernet non utilizzano CSMA/CD. Al contrario, utilizzano il protocollo Ethernet full-duplex, che supporta l'invio e la ricezione simultanei point-to-point senza necessità di ascolto.
Ulteriori informazioni sui dispositivi Ethernet
I cavi Ethernet hanno una portata limitata e tali distanze (fino a 100 metri) non sono sufficienti per coprire installazioni di rete di medie e grandi dimensioni. Un ripetitore in rete Ethernet consente di unire più cavi e di coprire distanze maggiori. Un dispositivo bridge può collegare una rete Ethernet a un' altra rete di tipo diverso, ad esempio una rete wireless. Un tipo popolare di dispositivo ripetitore è un hub Ethernet. Altri dispositivi a volte confusi con gli hub sono switch e router.
Le schede di rete Ethernet esistono anche in più forme. I computer e le console di gioco sono dotati di adattatori Ethernet integrati. Gli adattatori USB-Ethernet e gli adattatori Ethernet wireless possono anche essere configurati per funzionare con molti dispositivi.
Riepilogo
Ethernet è una delle tecnologie chiave di Internet. Nonostante la sua età, Ethernet continua ad alimentare molte delle reti locali del mondo e migliora continuamente per soddisfare le esigenze future di reti ad alte prestazioni.
