Por décadas, a Ethernet provou ser uma tecnologia de LAN (rede local) relativamente barata, razoavelmente rápida e muito popular.
A História da Ethernet
Engenheiros Bob Metcalfe e D. R. Boggs desenvolveu a Ethernet a partir de 1972. Os padrões da indústria baseados em seu trabalho foram estabelecidos em 1980 sob o conjunto de especificações 802.3 do IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers). As especificações Ethernet definem protocolos de transmissão de dados de baixo nível e os detalhes técnicos que os fabricantes precisam saber para construir produtos Ethernet, como placas e cabos.
A tecnologia Ethernet evoluiu e amadureceu nos anos seguintes. Hoje em dia, o consumidor pode contar com produtos Ethernet prontos para uso para funcionar conforme projetado e trabalhar uns com os outros.
Tecnologia Ethernet
Ethernet tradicional suporta transferências de dados a uma taxa de 10 megabits por segundo (Mbps). À medida que as necessidades de desempenho das redes aumentaram ao longo do tempo, a indústria criou especificações Ethernet adicionais para Fast Ethernet e Gigabit Ethernet.
Fast Ethernet estende o desempenho Ethernet tradicional até 100 Mbps e Gigabit Ethernet, até 1.000 Mbps. Embora não estejam disponíveis para o consumidor médio, 10 Gigabit Ethernet (10.000 Mbps) agora alimenta as redes de algumas empresas, data centers e entidades de Internet2. Geralmente, no entanto, a despesa limita sua ampla adoção.
Os cabos Ethernet também são fabricados de acordo com qualquer uma das várias especificações padrão. O cabo Ethernet mais popular em uso, Categoria 5 (cabo CAT5) suporta Ethernet tradicional e Fast Ethernet. Os cabos Categoria 5e (CAT5e) e CAT6 suportam Gigabit Ethernet.
Para conectar um cabo Ethernet a um computador (ou outros dispositivos de rede), conecte um cabo à porta Ethernet do dispositivo. Alguns dispositivos sem suporte Ethernet podem suportar conexões Ethernet usando dongles, como adaptadores USB para Ethernet. Os cabos Ethernet usam conectores que se parecem com o conector RJ-45 usado com telefones tradicionais.
No modelo OSI (Open Systems Interconnection), a tecnologia Ethernet opera nas camadas física e de enlace de dados - Camadas Um e Dois, respectivamente. Ethernet suporta todos os protocolos populares de rede e de alto nível, principalmente TCP/IP.
Tipos de Ethernet
Muitas vezes referido como Thicknet, 10Base5 foi a primeira encarnação da tecnologia Ethernet. A indústria usou o Thicknet na década de 1980 até o surgimento do 10Base2 Thinnet. Comparado ao Thicknet, o Thinnet oferece a vantagem de cabeamento mais fino (5 milímetros versus 10 milímetros) e mais flexível, facilitando a fiação de edifícios de escritórios para Ethernet.
A forma mais comum de Ethernet tradicional, no entanto, é 10Base-T. Ele oferece melhores propriedades elétricas do que Thicknet ou Thinnet porque os cabos 10Base-T usam fiação de par trançado não blindado (UTP) em vez de coaxial. O 10Base-T também é mais econômico do que alternativas como cabeamento de fibra óptica.
Existem outros padrões Ethernet menos conhecidos, incluindo 10Base-FL, 10Base-FB e 10Base-FP para redes de fibra óptica e 10Broad36 para cabeamento de banda larga (televisão a cabo). Fast e Gigabit Ethernet tornaram todas as formas tradicionais acima, incluindo 10Base-T, obsoletas.
Mais sobre Fast Ethernet
Em meados da década de 1990, a tecnologia Fast Ethernet amadureceu e atingiu seus objetivos de design de aumentar o desempenho da Ethernet tradicional, evitando a necessidade de reconectar completamente as redes Ethernet existentes.
Fast Ethernet vem em duas variedades principais:
- 100Base-T (usando cabo de par trançado não blindado)
- 100Base-FX (usando cabo de fibra óptica)
O mais popular é o 100Base-T, um padrão que inclui 100Base-TX (categoria 5 UTP), 100Base-T2 (categoria 3 ou melhor UTP) e 100Base-T4 (cabeamento 100Base-T2 modificado para incluir dois pares de fios adicionais).
Linha de fundo
Enquanto a Fast Ethernet melhorou a Ethernet tradicional de 10 Megabits para 100 Megabits, a Gigabit Ethernet melhora a Fast Ethernet oferecendo velocidades de 1.000 Megabits (1 Gigabit). O Gigabit Ethernet foi feito pela primeira vez para trafegar por cabeamento óptico e de cobre, mas o padrão 1000Base-T também o suporta. O 1000Base-T usa cabeamento de Categoria 5 semelhante ao Ethernet de 100 Mbps, embora a obtenção de velocidade gigabit exija o uso de pares de fios adicionais.
Topologias e Protocolos Ethernet
A Ethernet tradicional emprega uma topologia de barramento, o que significa que todos os dispositivos ou hosts na rede usam a mesma linha de comunicação compartilhada. Cada dispositivo possui um endereço Ethernet, também conhecido como endereço MAC. Os dispositivos de envio usam endereços Ethernet para especificar os destinatários pretendidos das mensagens.
Os dados enviados pela Ethernet existem na forma de quadros. Um quadro Ethernet contém um cabeçalho, uma seção de dados e um rodapé com um comprimento combinado não superior a 1.518 bytes. O cabeçalho Ethernet contém os endereços do destinatário pretendido e do remetente.
Os dados enviados pela Ethernet são transmitidos automaticamente para todos os dispositivos da rede. Ao comparar o endereço Ethernet com o endereço no cabeçalho do quadro, cada dispositivo Ethernet testa cada quadro para determinar se foi destinado a ele e lê ou descarta o quadro conforme apropriado. Os adaptadores de rede incorporam esta função em seu hardware.
Os dispositivos que desejam transmitir em uma rede Ethernet primeiro realizam uma verificação preliminar para determinar se o meio está disponível ou se uma transmissão está em andamento. Se a Ethernet estiver disponível, o dispositivo de envio transmite pelo fio. É possível, no entanto, que dois dispositivos realizem este teste aproximadamente ao mesmo tempo e ambos transmitam simultaneamente.
Por design, como compensação de desempenho, o padrão Ethernet não impede múltiplas transmissões simultâneas. Essas chamadas colisões, quando ocorrem, fazem com que ambas as transmissões falhem e exigem que ambos os dispositivos de envio sejam retransmitidos. A Ethernet usa um algoritmo baseado em tempos de atraso aleatórios para determinar o período de espera adequado entre as retransmissões. O adaptador de rede também implementa esse algoritmo.
Na Ethernet tradicional, este protocolo para transmissão, escuta e detecção de colisões é conhecido como CSMA/CD (carrier sense multiple access/colision detect). Algumas formas mais recentes de Ethernet não usam CSMA/CD. Em vez disso, eles usam o protocolo Ethernet full-duplex, que suporta envio e recebimento simultâneos ponto a ponto sem necessidade de escuta.
Mais sobre dispositivos Ethernet
Os cabos Ethernet são limitados em seu alcance, e essas distâncias (até 100 metros) são insuficientes para cobrir instalações de rede de médio e grande porte. Um repetidor em rede Ethernet permite que vários cabos sejam unidos e distâncias maiores sejam estendidas. Um dispositivo de ponte pode unir uma Ethernet a outra rede de um tipo diferente, como uma rede sem fio. Um tipo popular de dispositivo repetidor é um hub Ethernet. Outros dispositivos às vezes confundidos com hubs são switches e roteadores.
Os adaptadores de rede Ethernet também existem em várias formas. Computadores e consoles de jogos possuem adaptadores Ethernet integrados. Adaptadores USB para Ethernet e adaptadores Ethernet sem fio também podem ser configurados para funcionar com muitos dispositivos.
Resumo
Ethernet é uma das principais tecnologias da Internet. Apesar de sua idade, a Ethernet continua a alimentar muitas das redes de área local do mundo e melhora continuamente para atender às necessidades futuras de rede de alto desempenho.
