Prace nad technologiami lokalnych sieci komputerowych rozpoczęto w latach siedemdziesiątych ubiegłego wieku. Od momentu uruchomienia pierwszych sieci komputerowych zmieniło się wiele, jeśli chodzi o mechanizmy ich działania oraz stosowane urządzenia. Przede wszystkim wzrosła szybkość transmisji danych.

Ethernet

Jedną z technologii wykorzystywanych wciąż w lokalnych sieciach komputerowych jest Ethernet. Standard ten również powstał w latach 70. i jest stale rozwijany. Obecnie sieci LAN bazujące na technologii Ethernet są najbardziej rozpowszechnione.

Prace nad tym standardem zainicjowała firma Xerox. Ethernet to cały zbiór rozwiązań sieciowych, które są implementowane zarówno w warstwie sprzętowej (urządzeniach sieciowych, kartach sieciowych komputerów), jak i warstwie oprogramowania. Obecnie pieczę nad rozwojem technologii Ethernet sprawuje organizacja IEEEIEEEIEEE (ang. Institute of Electrical and Electronics Engineers), która w 1985 roku opublikowała specyfikację standardu w postaci dokumentów IEEE 802.2 oraz IEEE 802.3.

Pierwsze wersje Ethernetu nie wymagały użycia urządzeń sieciowych, wystarczył przewód koncentryczny, który łączył urządzenia w topologii magistrali. Na dalszych etapach rozwoju tej technologii wprowadzono wiele udoskonaleń, w tym wykorzystano urządzenie sieciowe zwane koncentratorem (ang. Hub).

Na sukces sieci bazujących na standardzie Ethernet składa się wiele czynników. Do najbardziej istotnych wśród nich należą:

  • łatwość w implementacji i utrzymaniu;

  • niezawodność;

  • zdolność do adaptowania nowych technologii.

R1XLn3L4nxfK41
Fizyczna topologia magistrali stosowana w pierwszych wersjach standardu Ethernet
Źródło: Contentplus.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
R8xIbYaJbxgnj1
Źródło: Contentplus.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Wybrane wersje standardu Ethernet:

 Standard Ethernet

Maksymalna przepustowość 

 Stosowane medium transmisyjne

 Maksymalna odległość

 100BASE‑TX (fastEthernet)

 100 Mb/s

 UTP (kat. 5/5e)

 100 metrów

 100BASE‑FX (fastEthernet)

 100 Mb/s

 Światłowód jednomodowy/wielomodowy

400/2000 metrów

 1000BASE‑T (gigabitEthernet)

 1 Gb/s

 UTP (kat. 5e)

100 metrów 

1000BASE‑TX (gigabitEthernet)

 1 Gb/s

UTP (kat. 6)

100 metrów 

 1000BASE‑SX (gigabitEthernet)

 1 Gb/s

 Światłowód wielomodowy

550 metrów 

 1000BASE‑LX (gigabitEthernet)

 1 Gb/s

 Światłowód jednomodowy

2000 metrów 

 10GBASE‑T (10gigabitEthernet)

 10 Gb/s

 UTP (kat. 6/7)

100 metrów 

10GBASE‑LX4 (10gigabitEthernet)

10 Gb/s

 Światłowód jednomodowy/wielomodowy

300/10 000 metrów

Ramka Ethernet

Każdy standard lokalnych sieci komputerowych opisuje własny wzorzec ramki danychramkaramki danych. Ramka jest paczką z danymi, przesyłaną od nadawcy do odbiorcy w sieci komputerowej. W sieciach zgodnych z technologią Ethernet w skład ramki wchodzą:

  • preambuła oraz znacznik początku ramki – pola te służą do poinformowania urządzenia docelowego, aby przygotował się na odbiór ramki;

  • docelowy adres MACadres MACadres MAC – adres fizyczny karty sieciowej odbiorcy danych;

  • źródłowy adres MAC – adres fizyczny karty sieciowej nadawcy danych;

  • długość/typ – zazwyczaj określa jaka jest wielkość ramki;

  • dane – zawartość paczki danych (minimalny rozmiar tego pola to 46 bajtów, a maksymalny wynosi 1500 bajtów);

  • kod kontrolny ramki – służy do wykrywania ewentualnych błędów ramki.

Ramka przesyłana w sieci Ethernet:

 Rozmiar pola w bajtach

 7

 1

 6

 6

 2

 46‑1500

 Nazwa pola

 Preambuła

 Znacznik początku ramki

 Adres MAC odbiorcy

 Adres MAC nadawcy

 Długość/Typ

 Dane i wypełnienie

 Kod kontrolny ramki (FCS)

Grafika prezentuje typową ramkę przesyłaną w sieci Ethernet. Jej całkowity rozmiar może wynieść maksymalnie 1518 bajtów (gdyż nie wlicza się do niego preambuły). Istnieje także inny rodzaj ramek, których maksymalna wielkość może wynosić 1522 bajtów. Takie ramki stosuje się w wirtualnych sieciach LAN (tzw. VLAN‑ach), które omówimy w kolejnych e‑materiałach.

Słownik

MUA
MUA

(ang. Multistation Access Unit) urządzenie stosowane w sieciach bazujących na technologii Token Ring jako punkt dostępowy dla komputerów

IEEE
IEEE

(ang. Institute of Electrical and Electronics Engineers) organizacja zrzeszająca specjalistów z branży elektrycznej i elektronicznej, zajmująca się opracowywaniem standardów dla urządzeń elektronicznych i komputerowych

ramka
ramka

porcja danych opisana adresem fizycznym urządzenia nadawczego (MAC) oraz adresem urządzania, do którego dane mają zostać przesłane, przekazywana między urządzeniami w sieci lokalnej

adres MAC
adres MAC

(ang. Media Access Control Address) fizyczny adres karty sieciowej komputera lub innego urządzenia; jest liczną 48 bitową, zapisaną w systemie szesnastkowym; przykładowy adres MAC ma postać: 00:0A:E6:3E:FD:E1