ประวัติความเป็นมาของ Ethernet
Ethernet ถูกพัฒนาโดยวิศวกร Bob Metcalfe และ D.R. Boggs เริ่มในปี 1972 มาตรฐานอุตสาหกรรมตามผลงานของพวกเขาถูกกำหนดในปี 1980 ภายใต้ข้อกำหนด IEEE 802.3 ซึ่งกำหนดโปรโตคอลการส่งข้อมูลระดับต่ำและรายละเอียดทางเทคนิคที่ผู้ผลิตต้องรู้เพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ Ethernet เช่นการ์ดเครือข่ายและสายเคเบิล
มาถึงปัจจุบัน เทคโนโลยี Ethernet ได้พัฒนาและสุกสมบูรณ์ขึ้น ผู้บริโภคสามารถเชื่อมต่อผลิตภัณฑ์ Ethernet ที่ซื้อมาจากตลาดได้ทันที โดยไม่ต้องกังวลเรื่องความเข้ากันได้
เทคโนโลยีและความเร็วของ Ethernet
Ethernet แบบดั้งเดิมรองรับการถ่ายโอนข้อมูลที่อัตรา 10 เมกะบิตต่อวินาที (Mbps) เมื่อความต้องการด้านประสิทธิภาพเพิ่มขึ้น อุตสาหกรรมได้พัฒนามาตรฐานเพิ่มเติม ได้แก่ Fast Ethernet และ Gigabit Ethernet
- Fast Ethernet: ขยายประสิทธิภาพขึ้นถึง 100 Mbps
- Gigabit Ethernet: รองรับได้ถึง 1,000 Mbps (1 Gbps)
- 10 Gigabit Ethernet: ความเร็ว 10,000 Mbps ใช้ในธุรกิจขนาดใหญ่ ศูนย์ข้อมูล และ Internet2 แต่ราคาสูงจำกัดการแพร่หลาย
สายเคเบิล Ethernet มาตรฐาน
สายเคเบิล Ethernet ผลิตตามหลายมาตรฐาน:
- Cat5: รองรับ Ethernet แบบดั้งเดิมและ Fast Ethernet
- Cat5e และ Cat6: รองรับ Gigabit Ethernet
การเชื่อมต่อใช้พอร์ต Ethernet บนอุปกรณ์ หรือใช้ตัวแปลง USB-to-Ethernet สำหรับอุปกรณ์ที่ไม่มีพอร์ต LAN ตัวเชื่อมเป็นแบบ RJ-45 คล้ายสายโทรศัพท์
ชั้นการทำงานในโมเดล OSI
Ethernet ทำงานที่ชั้น Physical (ชั้น 1) และ Data Link (ชั้น 2) รองรับโปรโตคอลเครือข่ายยอดนิยมทั้งหมด โดยเฉพาะ TCP/IP
ประเภทของ Ethernet
Ethernet แบบดั้งเดิม (10 Mbps)
- 10Base5 (Thicknet): รูปแบบแรก ใช้สายโคแอกเซียลหนา 10 มม.
- 10Base2 (Thinnet): สายบางกว่า 5 มม. ยืดหยุ่นง่ายกว่า ใช้ในอาคารสำนักงาน
- 10Base-T: ยอดนิยมที่สุด ใช้สาย UTP (Unshielded Twisted Pair) คุณสมบัติไฟฟ้าดีกว่า ราคาถูกกว่าไฟเบอร์ออปติก
มาตรฐานอื่นๆ เช่น 10Base-FL, 10Base-FB, 10Base-FP (ไฟเบอร์ออปติก) และ 10Broad36 (เคเบิลทีวี) ปัจจุบันล้าส्मัยแล้วเนื่องจาก Fast และ Gigabit Ethernet
Fast Ethernet (100 Mbps)
โ Mog במבנה mid-1990s ตอบสนองความต้องการเพิ่มประสิทธิภาพโดยไม่ต้องเปลี่ยนสายเคเบิลทั้งระบบ
- 100Base-T: ใช้สาย UTP (ยอดนิยม) รวม 100Base-TX (Cat5), 100Base-T2 (Cat3 ขึ้นไป), 100Base-T4
- 100Base-FX: ใช้สายไฟเบอร์ออปติก
Gigabit Ethernet (1,000 Mbps)
พัฒนาจาก Fast Ethernet รองรับทั้งสายไฟเบอร์ ทองแดง และมาตรฐาน 1000Base-T ที่ใช้สาย Cat5 (ต้องใช้คู่สายเพิ่มเติมเพื่อความเร็ว 1 Gbps)
ทोपولوژیและโปรโตคอล Ethernet
Ethernet แบบดั้งเดิมใช้ Bus Topology อุปกรณ์ทุกตัวใช้สายสื่อสารร่วมกัน แต่ละตัวมีที่อยู่ MAC สำหรับระบุผู้รับ ข้อมูลส่งเป็นเฟรม (Frame) ขนาดไม่เกิน 1,518 ไบต์ ประกอบด้วย Header, Data, Footer
ข้อมูลถูกส่งแบบ Broadcast ไปยังทุกอุปกรณ์ อุปกรณ์แต่ละตัวตรวจสอบที่อยู่ MAC ใน Header ว่าตรงกับตัวเองหรือไม่ ถ้าไม่ตรงจะทิ้งเฟรม
CSMA/CD และ Full-Duplex
อุปกรณ์ตรวจสอบสื่อว่าว่างหรือไม่ก่อนส่ง (Carrier Sense) หากสองตัวส่งพร้อมกันจะเกิด Collision ทำให้ส่งล้มเหลวและต้องส่งใหม่หลังหน่วงเวลาสุ่ม (Backoff Algorithm) โปรโตคอลนี้เรียกว่า CSMA/CD
Ethernet รุ่นใหม่ใช้ Full-Duplex ส่ง-รับพร้อมกันได้ ไม่ต้องฟังสื่อ ลด Collision ได้
อุปกรณ์ Ethernet
- Repeater/Hub: ขยายระยะสาย (สูงสุด 100 เมตรต่อเซกเมนต์)
- Bridge: เชื่อม Ethernet กับเครือข่ายประเภทอื่น (เช่น Wireless)
- Switch และ Router: จัดการトラฟฟิกได้ดีกว่า Hub
- Network Adapter: บิ้นอิน, USB-to-Ethernet, Wireless Ethernet Adapter
สรุป
Ethernet เป็นเทคโนโลยีหลักของอินเทอร์เน็ต แม้จะมีอายุมากกว่าสามสิบปี แต่ยังคงขับเคลื่อน LAN ทั่วโลก และพัฒนาต่อเนื่องเพื่อตอบสนองความต้องการเครือข่ายประสิทธิภาพสูงในอนาคต
