Obsah
Ethernet
Ethernet je standard pro síťovou komunikaci na 1. (fyzické) a 2. (linkové) vrstvě OSI modelu. Původně vznikl v 70. letech v laboratořích Xerox PARC a dnes dominuje jak v domácnostech, tak v obrovských datových centrech.
1. Fyzická média (Jak vypadá kabel?)
Ethernet se v průběhu let vyvíjel od tlustých koaxiálních kabelů až po moderní optiku.
- Kroucená dvojlinka (Twisted Pair): Nejběžnější typ zakončený konektorem RJ-45. Kategorie kabelů (Cat5e, Cat6, Cat6a, Cat7) určují maximální rychlost a odolnost proti rušení.
- Optická vlákna: Používají se pro páteřní sítě a propojení na velké vzdálenosti (kilometry) nebo pro extrémní rychlosti (100 Gbps a více).
- Wi-Fi: Ačkoliv je Wi-Fi bezdrátové, standard IEEE 802.11 je s Ethernetem (IEEE 802.3) úzce spjat a často se o něm mluví jako o „bezdrátovém Ethernetu“.
2. Klíčové parametry Ethernetu
| Standard | Rychlost | Typické označení |
|---|---|---|
| Fast Ethernet | 100 Mbps | 100BASE-TX |
| Gigabit Ethernet | 1 Gbps | 1000BASE-T |
| 10 Gigabit Ethernet | 10 Gbps | 10GBASE-T / SFP+ |
| Terabit Ethernet | 400+ Gbps | Používá se v páteřních sítích. |
3. Princip fungování: MAC adresy a Rámce
Každé síťové zařízení má od výroby unikátní identifikátor – MAC adresu (např. 00:1A:2B:3C:4D:5E).
Data se v Ethernetu nepřenášejí jako souvislý proud, ale jsou dělena do rámců (frames). Každý rámec obsahuje:
1. **Preambuli:** Synchronizační signál. 2. **Cílovou a zdrojovou MAC adresu.** 3. **Data (Payload):** Vlastní obsah (např. část IP paketu). 4. **FCS (Frame Check Sequence):** Kontrolní součet pro ověření, zda se data cestou nepoškodila.
4. CSMA/CD a Přepínání (Switching)
V raných dobách Ethernetu všechna zařízení sdílela jedno médium a docházelo ke kolizím (dva počítače vysílaly naráz).
- CSMA/CD: Protokol, který řešil kolize (počkej a zkus to znovu).
- Moderní Ethernet: Dnes používá switche (přepínače) a Full-Duplex režim. Každý port switche je samostatná doména, takže ke kolizím už nedochází a zařízení mohou data současně odesílat i přijímat.
5. Napájení po síti: PoE (Power over Ethernet)
Revoluční funkcí moderního Ethernetu je schopnost přenášet po stejném datovém kabelu i elektrickou energii. To umožňuje napájet zařízení jako:
- IP kamery
- VoIP telefony
- Wi-Fi Access Pointy
Bez nutnosti mít v blízkosti zásuvku na 230 V.
Zajímavost: První Ethernet běžel na rychlosti 2,94 Mbps. Dnešní nejrychlejší standardy jsou tedy více než 130 000krát rychlejší, přičemž základní princip „rámců“ zůstal téměř stejný.