Ethernet

Een twisted pair Ethernet (IEEE 802.3)-kabel
met RJ45-stekker.

Ethernet oftewel IEEE 802.3 is een netwerk protocol waarmee computers in een Local Area Network (LAN) met elkaar communiceren. Ethernet is wijdverspreid en ondertussen zijn er al verschillende varianten van uitgebracht. Bovenop de Ethernet laag draaien protocollen, waarvan TCP/IP het meest bekende en meest gebruikte is.

Geschiedenis

Ethernet is ontwikkeld als één van de vele baanbrekende projecten van Xerox PARC (Palo Alto Research Center). Het algemeen geaccepteerde verhaal gaat dat Ethernet in 1973 was uitgevonden, toen Robert Metcalfe een memo schreef aan een van zijn bazen in PARC over het potentieel van Ethernet. Metcalfe beweert dat Ethernet in de navolgende jaren is uitontwikkeld. In 1976 publiceerden Robert Metcalfe en David Boggs (Metcalfe's assistent) een document getiteld 'Ethernet: Distributed Packet-Switching For Local Computer Networks.'

Metcalfe verliet Xerox in 1979 om het gebruik van personal computers en netwerken (LAN's) te promoten, hierbij is 3Com opgericht. Hij was succesvol in het overtuigen van DEC, Intel, en Xerox om samen te werken en Ethernet tot standaard te verklaren. De standaard is gepubliceerd op 30 september 1980. De twee grootste alternatieven waren Token ring (dat ontwikkeld was door IBM) en ARCNET. Beide hebben het onderspit gedolven doordat er ontzettend veel Ethernet-producten op de markt kwamen. 3Com heeft in deze periode een enorme groei doorgemaakt.

Technisch

De Ethernet-specificaties bevatten de functies die je tegenkomt in de fysieke en de datalinklaag van het OSI-model, en maakt pakketjes van data om ze op deze manier over een netwerk te transporteren. Ethernet maakt gebruik van CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) toegangscontrole om te bepalen welk station op welk moment data kan transporteren over het netwerk. In een Ethernet-netwerk luistert elk station (computer, printer enz.) naar het netwerk, en begint het pas met het versturen van data als geen ander station op dat moment gebruik maakt van het netwerk. Indien het netwerk vrij is kan ieder station dat dat wil, proberen de controle over te nemen om data te transporteren. Ethernet-netwerken werken dus op basis van wie het eerst komt, wordt het eerst bediend. In het geval dat twee stations op hetzelfde moment proberen data te versturen, ontstaat er een collision (botsing). Beide stations stoppen dan met het versturen van data. Ze wachten dan beide een willekeurige tijd (in milliseconden) voordat ze het opnieuw proberen.

Hoe meer stations op een netwerk zijn aangesloten, des te meer collisions zich voordoen. Dit resulteert in een slechtere prestatie van het netwerk. Het gebruik van switches (in plaats van hubs), die het netwerk in kleinere segmenten opdelen, is een manier om dit probleem op te lossen. Doordat het netwerk in segmenten wordt opgedeeld, zijn er per segment ook minder stations aanwezig. Dit resulteert in een kleinere kans op collisions. Bepaalde pakketten (broadcast) zullen echter nog steeds naar alle segmenten worden verstuurd. Om dit te voorkomen moet een router in het netwerk worden geplaatst; deze kan een scheiding tot stand brengen tussen IP (sub-)netten.

Ethernet kent verschillende fysieke verschijningsvormen

• 10Base5 (thickwire): een coax-kabel van ruim 1 cm (0,5 inch) dik, waarop aansluitingen gemaakt kunnen worden door er een gat in te boren en er een 'vampire-tap' op te schroeven. Omdat deze vampire taps niet minder dan 2,5m uit elkaar mogen zitten zijn op de kabel markeringen aangebracht. De maximale lengte van een segment is 500 meter. Aan beide uiteinden van de kabel moet een zgn. terminator, een afsluitweerstand van 50 Ohm aangebracht zijn.
• 10Base2 (thinwire): een dunne (½ cm of 0,2 inch) coaxkabel waarop per segment door middel van T-connectors maximaal 30 apparaten aangesloten kunnen worden. De maximale lengte van een segment is 185 meter, tussen twee T-connectors moet minimaal 60 centimeter zitten. Net als bij 10Base5 moeten beide einden van een segment met een weerstand van 50 Ohm afgesloten zijn.
• 10BASE-T en snellere varianten: een verbinding met twisted pair-kabel en RJ-45 stekkers. Hiermee is alleen een verbinding van punt naar punt mogelijk, en is voor een netwerk van 3 of meer apparaten altijd een hub of switch nodig. De maximale lengte is 100 meter.
• 10BaseFL: optische verbinding met glasvezelkabelparen. Hiermee is alleen een verbinding van punt naar punt mogelijk. De maximale lengte varieert bij de gangbare componenten van 200 tot 2000 meter, maar met specifieke transceivers en kabel is een afstand van meerdere tientallen kilometers mogelijk. Glasvezel wordt zelden gebruikt voor verbinding met een eindverbruiker, maar eerder om verschillende hubs of andere infrastructuurcomponenten met elkaar te verbinden, vooral als langere afstanden overbrugd moeten worden of in situaties met sterke elektrische storingen.
• 100BASE-T: 100Mbps over Twisted pair. (180m)
• 100BASE-FX: 100Mbps over glasvezel. (2km)
• 1000BASE-TX: 1000Mbps (1Gbps) over twisted pair (Cat 6). (100m)
• 1000Base-SX: 30000Mbps (30Gbps) over Multimode glasvezel. (240m)
• 1000Base-LX: 30000Mbps (30Gbps) over Singlemode glasvezel. (2km)
• 10GBASE-TX: 10000Mbps (10Gbps)10 Gigabit Ethernet over twisted pair (Cat 7). (100m)