Ethernet, I.

DIX Ethernet

Myšlenka Ethernetu se zrodila počátkem sedmdesátých let ve výzkumném středisku PARC (Palo Alto Research Center) firmy Xerox, a to v hlavách výzkumného týmu, který vedl pan Robert Metcalfe. Jemu je také připisováno autorství samotného názvu "Ethernet" - když měl nějak trefně vystihnout základní podstatu fungování nově navrhované sítě, spočívající ve všesměrovém šíření signálu po sdíleném přenosovém médiu, vzpomněl si na dávnou (a brzy vyvrácenou) hypotézu fyziků o existenci éteru jako nehmotné substance, která prostupuje (šíří se) úplně vším. Praktický vývoj nové síťové technologie se přitom rýsoval v tak dobrém světle, že posléze se k firmě Xerox přidávají další dvě firmy - Digital a Intel - a také ony se aktivně podílí na dalším vývoji vznikajícího Ethernetu. Ten pak později dostal přívlastek "DIX", resp. byl označován jako DIX Ethernet (kde DIX je zkratka od: Digital, Intel, Xerox).

 

IEEE 802.3

Autoři Ethernetu si svůj výtvor nenechali pro sebe, jako své proprietární řešení. Rozhodli se nechat jej standardizovat, a tak jej předložili příslušné společnosti IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers), konkrétně její pracovní skupině 802, která se standardizací technologií pro lokální sítě zabývala. Zde byla pro posouzení předloženého návrhu založena samostatná odborná "podskupina", označená jako 802.3. Ta návrh firem Digital, Intel a Xerox akceptovala, posléze vydala jako standard, ale provedla v něm určité změny - sice nikoli zásadní a významné, ale na druhou stranu zase ne zcela zanedbatelné.

 

Ethernet II

Autoři původního návrhu Ethernetu si z připomínek odborné skupiny 802.3 vzali ponaučení, a zapracovali navržené změny do své koncepce - ale zase ne úplně všechny. Nakonec tedy vznikla verze Ethernetu, která je od verze IEEE 802.3 stále v jistých detailech odlišná. Zřejmě největší rozdíl je ve formátu linkových rámců obou verzí Ethernetu (s oběma se lze běžně setkat dodnes): tam, kde rámec IEEE 802.3 má ve své hlavičce údaj o celkové délce rámce, tam (tj. na stejném místě) má rámec Ethernet_II údaj o typu svého obsahu (tzv. EtherType). Naštěstí rozlišení obou typů rámců je vždy možné, protože zmíněný EtherTyp je vždy číselně větší než maximální možná délka Ethernetového rámce (1500 bytů).

 

CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)

Významným rysem Ethernetu je jeho přístupová metoda (neboli metoda, která řeší přístup uzlů k přenosovému médiu, které má sdílený charakter a neumožňuje, aby vysílalo současně více uzlů). Samotné jméno "Ethernet" přitom má patentované firma Xerox a jeho oficiální použití tudíž není "zcela liberalizované" - proto standard IEEE 802.3 formálně nehovoří o Ethernetu, ale o "sítích na bázi přístupové metody CSMA/CD". V praxi se ale původní jméno "Ethernet" používá (byť neformálně) i v souvislosti se standardy IEEE. Důležité přitom je, že další vývoj Ethernetu již probíhal pouze na půdě společnosti IEEE (tj. dále "žila" větev IEEE 802.3), zatímco DIX Ethernet, resp. Ethernet II se již díle nevyvíjel.

 

Yellow Cable, Thick Cable

První verze Ethernetu počítala s použitím koaxiálního (česky: souosého) kabelu o průměru cca 1 cm. Tento kabel byl typicky vyráběn ve žluté barvě, která pro něj byla natolik charakteristická, že se mu začalo říkat "žlutý kabel". Praktické použití tohoto kabelu však přinášelo mnohé problémy, a to zejména kvůli jeho malé ohebnosti - časem se proto přišlo na způsob, jak provozovat Ethernet nad jiným (tenčím) druhem koaxiálního kabelu, který již vykazoval mnohem lepší ohebnost. Původnímu "žlutému" kabelu se přitom říkalo také "tlustý".

 

10Base5

Pracovní podskupina IEEE 802.3, která s postupem času připravila i další verze Ethernetu (umožňující používat jiné druhy přenosových médií) časem zavedla i specifické značení pro jednotlivé varianty Ethernetu. Původní, historicky nejstarší varianta, předpokládající použití žlutého (tlustého) koaxiálního kabelu, dostala označení 10Base5 - kde číslo 10 znamená přenosovou rychlost v megabitech za sekundu (tedy 10 Mbps), slůvko "Base" naznačuje přenos v tzv. základním pásmu (baseband přenos, tedy přenos který není nijak modulován), a konečně poslední číslice 5 znamená maximální dosah souvislého segmentu koaxiálního kabelu, měřený ve stovkách metrů (tj. maximálně dlouhý souvislý "kus drátu" může mít až 500 m).

 

Terminator (zakončující člen)

Pro všechny kabelové segmenty na bázi koaxiálních kabelu je důležité, aby na jejich koncích nedocházelo k nežádoucím odrazům přenášeného signálu zpět do kabelu. Tomu se naštěstí dá celkem snadno zabránit, a to zakončením každého z obou konců speciálním zakončujícím členem (který je ve skutečnosti ohmickým odporem, číselně rovným impedanci kabelu, konkrétně 50 Ohmů). Bez takovéhoto zakončení (i třeba jen jednoho) nemůže komunikovat žádná ze stanic, která je k příslušnému segmentu připojena.

 

Transceiver

Původní varianta Ethernetu (10Base5) předpokládala, že potřebné obvody pro vysílání a příjem budou realizovány samostatně (míněno: odděleně od vlastní síťové karty), a to jako samostatná "krabička", které se říká transceiver. Pozdější verze Ethernetu pak již počítaly s tím, že příslušné obvody (resp. celý transceiver) budou zabudovány přímo do síťové karty jako její nedílná součást.

 

Drop cable

Nejstarší verze Ethernetu (10Base5), používající samostatné transceivery, samozřejmě musela počítat s nějakou formou vzájemného propojení mezi síťovou kartou a samostatným transceiverem. Ke vzájemnému propojení těchto dvou částí sloužil tzv. drop kabel, který mohl být dlouhý až 50 metrů - těchto 50 metrů se přitom nepočítalo do oněch 500 metrů maximální dílky koaxiálního kabelu.

 

AUI, Attachment Unit Interface

je jméno rozhraní, které je mezi drop kabelem a síťovou kartou, a slouží k připojování transceiverů (prostřednictvím drop kabelu). Ačkoli Ethernet ve verzi 10Base5 se dnes již prakticky nepoužívá, některé síťové karty jsou i dnes vybavovány rozhraním AUI - smyslem je umožnit připojení speciálních transceiverů, například optických transceiverů umožňujících použití optických vláken pro vlastní přenosy dat, nebo připojení takového transceiveru, který není v síťové kartě zabudován (například síťová karta může mít v sobě zabudován transceiver pro použití tzv. tenkého koaxiálního kabelu, ale nikoli již pro použití kroucené dvoulinky alias twist-u. Prostřednictvím "twistového" transceiveru, připojenému k rozhraní AUI, je však stále možné tuto kartu připojit i na rozvody na bázi kroucené dvoulinky).

 

Vampire Tap

nejčastější provedení transceiverů pro Ethernet verze 10Base5 počítalo s tím, že koaxiální kabel se přeruší a oba jeho vzniklé konce se připojí z jedné strany k transceiveru. Existovalo však i jiné řešení, označované jako "vampire tap" (doslova: upíří nabodnutí"). Spočívalo v tom, že koaxiání kabel nebyl přerušen, ale pouze nabodnut speciálním hrotem tak, aby se špička hrotu vodivě spojila se středovým vodičem koaxiálního kabelu, a druhý kontakt v hrotu se spojil s vodivým opláštěním koaxiálního kabelu.

 

10Broad36

Jednou z dalších vývojových variant Ethernetu byla ta, které umožňovala využití jiného druhu koaxiálního kabelu - takového, jaký byl používán pro televizní rozvody. Bylo vypracováno řešení, které umožňovalo provozovat Ethernet i po tomto druhu kabelu, navíc v podobě modulovaného signálu (tj. nikoli již v základním ale v přeloženém pásmu, anglicky: broadband). Díky tomu se také výrazně zvýšil dosah souvislého kabelového segmentu, a to na 3,6 km. Časem se ale tato varianta přestala používat (i když dnes na ni navazují další technologie, umožňující provozovat Ethernet v sítích kabelových televizí, zejména pro potřeby přístupu k Internetu po rozvodech kabelové televize).