اترنت چیه
جواب کوتاه
اترنت قاعده‌ی شبکه‌های سیمی توی خونه و اداره‌ست. همون چیزی که کابل شبکه، پورت پشت کامپیوتر و مودم، و سوییچ‌ها باهاش کار می‌کنن. اترنت می‌گه پیام توی چه کارتی (فریم) و با چه آدابی روی سیم بره. از ۱۹۷۳ اومده، از ۱۹۸۳ استانداردش شده IEEE 802.3، و سرعتش از چند مگابیت رسیده به صدها گیگابیت.
سه تا کلمه
- اترنتقاعده‌ی شبکه‌های سیمی توی خونه و اداره؛ همون چیزی که کابل شبکه‌ی پشت کامپیوتر و مودم باهاش کار می‌کنه.
- فریمکارتی که پیام توش روی سیم می‌ره. خونه‌هاش ثابته: گیرنده، فرستنده، نوع، خود پیام و یه عدد برای چک کردن.
- دوطرفه‌ی هم‌زمانیعنی دستگاه هم‌زمان هم بفرسته هم بگیره، مثل تلفن. نه نوبتی، مثل بی‌سیم واکی‌تاکی.
اسمش از کجا اومده
سال ۱۹۷۲ دو تا پژوهشگر به اسم رابرت متکاف و دیوید باگز، توی یه آزمایشگاه، یه شبکه ساختن که چند تا کامپیوتر و پرینتر رو با یه کابل مشترک به هم وصل کنه. این شبکه اولین بار ۱۱ نوامبر ۱۹۷۳ کار کرد. اونا کابل مشترک رو به «اتر» تشبیه کردن. اتر یه چیز خیالی بود که دانشمندای قرن نوزدهم فکر می‌کردن نور توش جابه‌جا می‌شه. این‌جوری اسمش شد Ethernet.
اترنت سال ۱۹۸۰ اومد توی بازار و سال ۱۹۸۳ استاندارد شد، با اسم IEEE 802.3. کم‌کم جای رقیباش رو گرفت، و امروز تقریبا هر شبکه‌ی سیمی‌ای که می‌بینید اترنته.
یه میز برای همه
اولین اترنت یه کابل کلفت مشترک بود که همه‌ی کامپیوترها بهش وصل بودن. مثلا فرض کنید چند تا مهمون دور یه میز شام نشستن. هر کی هر چی بگه، همه می‌شنون، ولی فقط اونی که مخاطبشه گوش می‌ده. به این شکل وصل کردن می‌گن توپولوژی باس (درس توپولوژی).
خب حالا سر میز شام اگه دو نفر با هم حرف بزنن، حرف هیچ‌کدوم فهمیده نمی‌شه. اترنت برای همین یه آداب گذاشت.
آداب سر میز: CSMA/CD
آداب سر میز اترنت پنج تا قدم داره. شماره‌ها روی طراحی هست:
- گوش بده. قبل از اینکه حرف بزنید، گوش بدید ببینید کسی داره حرف می‌زنه یا نه.
- بگو. اگه ساکت بود، شروع کنید، و همون موقع هم گوشتون به میز باشه.
- اگه دو نفر با هم شروع کردن، هر دو وایسن و یه علامت کوتاه بدن تا همه بفهمن پیام خراب شد.
- صبر کن، ولی نه یه مدت ثابت؛ یه مدت شانسی. چون اگه هر دو یه اندازه صبر کنن، دوباره با هم شروع می‌کنن.
- دوباره بگو.
اسم این آداب CSMA/CD هست. یعنی قبل از فرستادن به خط گوش بده (CS)، چند نفر از یه خط استفاده می‌کنن (MA)، و اگه دو تا پیام به هم خوردن، بفهم (CD).
هر کی یه خط: سوییچ
حالا فرض کنید به‌جای یه میز، هر مهمون یه خط تلفن خصوصی تا میزبان داشته باشه. دیگه لازم نیست کسی منتظر بمونه همه ساکت بشن. هر کی هر وقت بخواد حرف می‌زنه و هم‌زمان هم می‌شنوه. توی دهه‌ی ۱۹۹۰ که سوییچ همه‌جا اومد، اترنت همین شد: هر دستگاه کابل خودش رو تا سوییچ داره و هم‌زمان می‌فرسته و می‌گیره.
برای همین توی شبکه‌ی امروز آداب CSMA/CD تقریبا به کار نمیاد. پیامی به هم نمی‌خوره که لازمش داشته باشیم.
کارت پیام: فریم اترنت
هر پیامی که روی سیم اترنت می‌ره، توی یه کارت با خونه‌های ثابت می‌ره؛ به این کارت می‌گن فریم . همون برچسب بیرونی‌ایه که توی درس کپسوله‌سازی دیدید:
- پیش‌درآمد: چند تا صفر و یک یکی‌درمیون، که گیرنده خودش رو با ریتم فرستنده هماهنگ کنه، و یه علامت که می‌گه کارت از اینجا شروع می‌شه.
- مک گیرنده و مک فرستنده: آدرس کارت شبکه‌ی دو سر این تیکه از راه؛ هر کدوم شش بایت (درس بعد).
- نوع: می‌گه توی کارت چیه؛ مثلا 0800 یعنی یه بسته‌ی IP.
- خود پیام: کمترینش ۴۶ بایته و بیشترینش ۱۵۰۰ بایت.
- عدد چک: یه عدد که باهاش می‌فهمن کارت توی راه خراب شده یا نه.
عدد ته کارت
فرستنده از روی کل کارت یه عدد حساب می‌کنه و می‌نویسه ته کارت؛ به این عدد می‌گن FCS . گیرنده همون حساب رو دوباره می‌کنه. اگه عددش با عدد ته کارت یکی بود، کارت سالم رسیده. اگه نه، یه جایی توی راه خراب شده. مثل وقتیه که قبل از فرستادن یه بسته وزنش رو روش بنویسید و طرف وقتی گرفت دوباره وزنش کنه. عددهای طراحی فقط مثاله:
پله‌های سرعت
اترنت با ۲٫۹۴ مگابیت بر ثانیه شروع شد و پله‌پله تندتر شد: ۱۰ مگابیت، ۱۰۰ مگابیت که بهش می‌گن فست اترنت ، ۱ گیگابیت یا گیگابیت اترنت، ۱۰ گیگابیت، و امروز تا ۸۰۰ گیگابیت. ۱٫۶ ترابیت هم داره میاد.
هر پله یه اسم کوتاه داره، مثلا 1000BASE-T. عدد اولش سرعت به مگابیته و T یعنی روی کابل زوج به هم پیچیده (درس کابل شبکه). اونایی که توی خونه و اداره بیشتر می‌بینید 10BASE-T و 100BASE-TX و 1000BASE-T هستن.
پورت اترنت
«پورت اترنت» همون سوراخیه که کابل شبکه توش می‌ره: پشت کامپیوتر، بغل لپ‌تاپ، پشت مودم، و حتی پشت خیلی از تلویزیون‌های هوشمند. اگه دستگاهی این پورت رو داره، می‌تونید به‌جای وای‌فای با کابل به شبکه وصلش کنید.
پشت مودم معمولا چند تا پورت اترنت برای دستگاه‌های خونه هست، و گاهی یکی جدا به اسم WAN که مودم باهاش به بیرون وصل می‌شه.
اترنت و وای‌فای
هر دو یه کار می‌کنن: کارت‌های پیام رو بین دستگاه‌های یه شبکه‌ی کوچیک جابه‌جا می‌کنن. فرقشون توی راهه: اترنت با سیم، وای‌فای با موج توی هوا. روی سیم، دستگاه‌ها راحت می‌فهمن پیامشون به یه پیام دیگه خورده. توی هوا خیلی سخت‌تره. برای همین وای‌فای آداب خودش رو داره، که توی درس وای‌فای میاد.
سه تا اشتباه رایج
- «اترنت همون اینترنته.»نه. اترنت قاعده‌ی شبکه‌ی سیمی توی خونه و اداره‌ست، مثل کابل بین کامپیوتر و مودم. اینترنت شبکه‌ایه که همه‌ی شبکه‌های دنیا رو به هم وصل می‌کنه. فقط اسمشون شبیه همه.
- «توی شبکه‌ی امروز هم پیام‌ها مدام به هم می‌خورن.»نه. امروز هر دستگاه خط خودش رو تا سوییچ داره و هم‌زمان می‌فرسته و می‌گیره، پس چیزی به هم نمی‌خوره. آداب CSMA/CD مال وقتی بود که همه یه کابل مشترک داشتن.
- «پورت اترنت و پورت تلفن یکیه.»نه. پورت اترنت بزرگ‌تره و هشت تا پین داره (RJ45). پورت تلفن کوچیک‌تره (RJ11) و پشت مودم‌های ADSL برای سیم تلفنه.
جمع‌بندی. آنچه از این درس با خودتان می‌برید.
- اترنت قاعده‌ی شبکه‌ی سیمی توی خونه و اداره‌ست؛ اسم استانداردش IEEE 802.3 هست.
- اولین بار سال ۱۹۷۳ کار کرد. اسمش از «اتر» اومده، چون کابل مشترک رو به اتر تشبیه کردن.
- قدیم همه یه کابل مشترک داشتن و با CSMA/CD نوبت می‌گرفتن: گوش بده، بگو، اگه دو نفر با هم گفتن، وایسا و یه مدت شانسی صبر کن.
- امروز هر دستگاه خط خودش رو تا سوییچ داره و هم‌زمان می‌فرسته و می‌گیره؛ دیگه چیزی به هم نمی‌خوره.
- خونه‌های فریم: پیش‌درآمد، مک گیرنده، مک فرستنده، نوع، خود پیام (۴۶ تا ۱۵۰۰ بایت) و عدد چک (FCS).
- سرعت‌ها: ۱۰ و ۱۰۰ مگابیت (فست اترنت)، ۱ گیگابیت، ۱۰ گیگابیت، و امروز تا ۸۰۰ گیگابیت.