2.3 Ethernet tehnologije (802.3)

Ethernet predstavlja skup tehnologija primjenjenih unutar lokalnih mreža. Na fizičkoj razini ethernet definira raspored ožičenja (poglavlje 2.2.1), te vrste i razine signala za prijenos podataka. Na razini podatkovne veze ethernet definira način pristupa mediju za prijenos podataka (MAC – Media Access Control) i definira zajednički adresni format. Standardiziran je kroz IEEE 802.3 standard.

Ethernet je razvijen sredinom 70-tih od strane tvrtke Xerox. U početku je imao brzinu prijenosa 3Mb/s i koristio je 8-bitno adresiranje. Današnji standardi propisuju brzine od 1Gb/s i 48 bitno adresiranje (MAC adresa). U početku je kao standardni medij za prijenos podataka korišten koaksijalni kabel, koji se danas ne koristi. Danas se standardno koristi UTP kabel. Pored UTP kabela kao medij u ethernetu se koristi još i optičko vlakno. Tablica 2-1 prikazuje svojstva ethernet tehnologija.

Tablica 2-1: Svojstva nekih ethernet tehnologija
Naziv Najveća duljina segmenta
između dva čvora		 Najveća brzina
Parica
10BaseT 100 m 10 Mb/s
100BaseT 100 m 100 Mb/s
1000BaseT 100 m 1 Gb/s
10GBaseT 55 m (Cat 6) 10 Gb/s
Optičko vlakno
10BaseF 2 km 10 Mb/s
100BaseFX multimode 2 km 100 Mb/s
100BaseFX single-mode 10 km 100 Mb/s
10GBaseLR single-mode 10 km 10 Gb/s
10GBaseER single-mode 40 km 10 Gb/s

U početku razvoja, ethernet je koristio CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access With Collision Detection) protokol za utvrđivanje redoslijeda pristupa dijeljenom mediju. Taj protokol omogućuje pristup mediju za slanje podataka ako je medij slobodan (nitko drugi ne šalje okvir). Ako dvije stanice šalju istovremeno, dogodi se kolizija i nakon nekog vremena čekanja podaci se ponovo šalju (kad nitko drugi ne šalje).

Slanje podataka se odvija kroz slijedeći algoritam (glavna procedura):

  1. Okvir je spreman za slanje
  2. Povjerava se je li medij slobodan; ako nije, čeka se dok ne bude slobodan. Na vrijeme čekanja se još doda vrijeme koliko traje razmak između dva ethernet okvira (960ns za 100 Mbit/s ethernet)
  3. Okvir se šalje
  4. Provjera je li se dogodila kolizija; ako jest, ide se na proceduru detektirane kolizije
  5. Poništavaju se brojači retransmisije i završava se prijenos okvira.

Procedura detektirane kolizije:

  1. Oba uređaja koji šalju istovremeno nastavljaju slanje okvira dok se ne dostigne minimalno vrijeme okvira. ("jam signal" koji omogućuje da svi uređaji na tom mediju detektiraju koliziju)
  2. Poveća se brojač retransmisije
  3. Provjerava se je li dosegnut maksimalan broj pokušaja slanja okvira; ako jest, prekida se pokušaj slanja
  4. Na osnovu broja kolizija i nekog slučajnog broja računa se interval čekanja
  5. Ulazi se u glavnu proceduru, korak 1.

Kroz CSMA/CD protokol bila je moguća samo jednosmjerna (engl. half-duplex) komunikacija, što znači da je samo jedna stanica mogla slati u jedinici vremena. Takve mrežne topologije su bile izgrađene oko centralnog voda (engl. bus) ili oko centralnog uređaja zvjezdišta (engl. hub) na kojeg su bili spojeni ostali mrežni uređaji tvoreći fizički oblik zvijezde.

Zvjezdište je uređaj koji pojačava signal i povećava domet, ali ujedno je jedna domena kolizije. Veliki broj uređaja na jednom mrežnom segmentu je dovodio do velikog broja kolizija i time smanjivao pozitivne karakteristike mreže.

Daljnjim razvojem tehnologije, pojavili su se, prvo premosnik, a kasnije i prospojnik. To su uređaji koji odvajaju domene kolizije. Prospojnik je u osnovi premosnik s više priključaka. U današnjim mrežama svaki korisnik je jedna domena kolizije s mogućnošću dvosmjerne komunikacije (engl. full-duplex).

Podaci koji šalju ethernetom su pakirani u okvire. Format okvira je za većinu ethernet tehnologija isti pa je moguća komunikacija između etherneta različitih brzina i tehnologija. Format ethernet okvira prikazan je na slici 2-5.

Format ethernet okvira
Slika 2-5: Format ethernet okvira

Značenja polja okvira su:

Radio valovi Razina pristupa mreži Domena kolizije i domena prostiranja
Sadržaj