Ethernet
Főnév
Ethernet (tsz. Ethernets)
- (informatika) Az Ethernet egy számítógépes hálózati technológia, amelyet helyi hálózatok (LAN – Local Area Network) kialakítására használnak. Alapvetően az Ethernet felelős azért, hogy a számítógépek, nyomtatók, routerek, switch-ek és más hálózati eszközök képesek legyenek egymással kommunikálni ugyanazon a hálózaton belül.
1. Története és kialakulása
Az Ethernet technológiát 1973-ban fejlesztette ki Robert Metcalfe és kollégái a Xerox PARC laboratóriumban. Kezdetben csupán néhány megabites adatátvitelre volt képes, és koaxiális kábelt használt. Az Ethernet fokozatosan fejlődött, és napjainkra az egyik legelterjedtebb hálózati technológiává vált, különösen irodai és otthoni környezetekben.
2. Működési elve
Az Ethernet az OSI modell adatkapcsolati (2.) és részben a fizikai (1.) rétegén működik. Az adatokat keretekbe (frame) csomagolja, és ezeket juttatja el a hálózaton belül más eszközökhöz. Minden hálózati eszköz rendelkezik egy MAC-címmel, amely azonosítja azt a hálózaton belül.
Korábban az Ethernet a CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) elv alapján működött, ami azt jelentette, hogy az eszközök először „hallgatták” a hálózatot, és csak akkor küldtek adatot, ha nem volt forgalom. Ütközés esetén az eszközök újrapróbálkoztak egy véletlenszerű késleltetés után. A modern, switch-alapú Ethernet hálózatokban azonban már nincs ütközés, mivel minden kapcsolat dedikált.
3. Kábelezés és fizikai réteg
Az Ethernet többféle fizikai átviteli módszert támogat:
- Koaxiális kábel: Régebbi típus (10BASE-2, 10BASE-5)
- Twisted pair (csavart érpár): Legelterjedtebb (pl. CAT5e, CAT6), RJ-45 csatlakozóval
- Optikai kábel: Nagy sebességű, hosszú távú átvitelhez (pl. 1000BASE-LX)
A szabványos átviteli sebességek:
| Szabvány | Sebesség |
|---|---|
| 10BASE-T | 10 Mbps |
| 100BASE-TX | 100 Mbps (Fast Ethernet) |
| 1000BASE-T | 1 Gbps (Gigabit Ethernet) |
| 10GBASE-T | 10 Gbps (10 Gigabit Ethernet) |
| 40GBASE, 100GBASE | 40 és 100 Gbps, adatközponti felhasználásra |
4. Ethernet keret felépítése
Egy tipikus Ethernet-keret az alábbi mezőkből áll:
- Preambulum (7 byte) – szinkronizáció
- SFD – Start Frame Delimiter (1 byte) – a keret kezdete
- Cél MAC-cím (6 byte)
- Forrás MAC-cím (6 byte)
- Típus / hossz mező (2 byte) – milyen protokoll jön (pl. IP)
- Adatok / hasznos terhelés (46–1500 byte)
- CRC – hibavizsgálat (4 byte)
5. Topológiák
Az Ethernet kezdetben busz topológiát használt, ahol minden eszköz egy közös kábelre kapcsolódott. Ez ma már nem jellemző. A modern hálózatokban a csillag topológia az elterjedt, ahol minden eszköz egy központi eszközhöz (switch vagy hub) csatlakozik.
6. Eszközök az Ethernet hálózatban
- Switch: Intelligens eszköz, amely MAC-címek alapján továbbítja az adatokat a megfelelő portokra.
- Hub: Régi, „buta” eszköz, minden bejövő adatot minden portra továbbít – mára elavult.
- Router: Csomagokat irányít különböző hálózatok között.
- NIC – hálózati kártya: A számítógép Ethernet interfésze, amely lehet beépített vagy külön egység.
7. Full duplex vs. half duplex
- Half duplex: Egyszerre csak egy irányban lehet adatot küldeni vagy fogadni.
- Full duplex: Kétirányú adatküldés egyidejűleg – ez a modern hálózatok jellemzője.
8. VLAN – virtuális LAN
Az Ethernet támogatja a VLAN-okat, amelyek lehetővé teszik, hogy logikailag elkülönített hálózatokat hozzunk létre egyazon fizikai hálózaton belül. Például egy iroda külön VLAN-t használhat a HR és az IT részleg számára.
9. PoE – Power over Ethernet
Az Ethernet kábeleken keresztül nemcsak adat, hanem tápellátás is biztosítható, például IP-kamerák vagy VoIP telefonok számára. Ez a technológia a PoE, amely szabvány szerint 15–90 watt teljesítményt képes továbbítani.
10. Biztonsági megfontolások
Az Ethernet önmagában nem titkosítja az adatokat. Emiatt a fizikai hálózatvédelem, valamint felsőbb szintű titkosítási megoldások (VPN, IPsec, HTTPS) alkalmazása szükséges. Továbbá MAC-cím szűrés és VLAN-ok alkalmazásával is növelhető a biztonság.
Összegzés
Az Ethernet megbízható, gyors és viszonylag egyszerű megoldás helyi hálózatok kialakítására. Az évtizedek során számos fejlődési szakaszon ment keresztül, és mára szinte minden otthoni és vállalati hálózat alapját képezi. A technológia folyamatosan fejlődik, egyre nagyobb sebességeket és fejlettebb funkciókat kínálva (mint pl. 10G Ethernet, PoE, VLAN stb.). Az Ethernet továbbra is a modern számítógépes hálózatok egyik legfontosabb pillére.