EtherNet là gì?
Ethernet là một giao thức mạng cho phép các thiết bị nối mạng gửi và nhận dữ liệu đến các thiết bị khác trên cùng một mạng.. Viện Kỹ sư Điện và Điện tử (IEEE) định nghĩa Ethernet là giao thức 802.3. Các hệ thống sử dụng công nghệ Ethernet trong các mạng cục bộ (LAN), nơi các máy tính/ thiết bị được kết nối trong một không gian vật lý chính.
“Mạng LAN — trái ngược với mạng WAN (Mạng diện rộng), trải dài một khu vực địa lý lớn hơn — là một mạng máy tính được kết nối trong một khu vực nhỏ, như văn phòng, khuôn viên trường đại học hoặc thậm chí là nhà của bạn.”
Công nghệ Ethernet chia luồng dữ liệu thành các gói, được gọi là các khung. Khung bao gồm thông tin địa chỉ nguồn và đích cũng như các cơ chế được sử dụng để phát hiện lỗi trong khi dữ liệu được truyền và yêu cầu truyền lại khi có lỗi.
- Tổng hợp các chuẩn giao tiếp & giao thức truyền thông công nghiệp
- Switch công nghiệp là gì? Tổng quan về Industrial Ethernet Switch
Sơ lược về lịch sử Ethernet
Được phát triển vào những năm 1970 tại Trung tâm Nghiên cứu Palo Alto (PARC) của Xerox, Ethernet được thiết kế như một giao diện mạng chi phí thấp và chịu được lỗi cho cả mạng cục bộ và mạng diện rộng. Vào thời điểm phát minh ra nó, có các mạng khác, chẳng hạn như TokenBus, TokenRing, ARCNET, CDDI và một loạt các giao diện mạng ít được biết đến hoặc độc quyền.
Nhà khoa học Robert Metcalf của PARC được giao nhiệm vụ tìm ra cách kết nối hàng trăm máy tính của công ty để chúng có thể dùng chung chiếc máy in laser đầu tiên trên thế giới do Xerox phát minh gần đây.
Ngày nay đây có vẻ là một vấn đề nhỏ, nhưng vào đầu những năm 1970, một số công ty có nhiều hơn hai hoặc ba máy tính. Không có máy tính cá nhân, máy tính xách tay, điện thoại di động, máy tính bảng, v.v. Các mạng hiện tại không thể mở rộng hoặc đủ nhanh để kết nối nhiều máy như vậy, vì vậy Metcalf và các đồng nghiệp của ông cần một cách tiếp cận mới để giải quyết vấn đề này.
Họ đã kết hợp một số công nghệ internet với những ý tưởng của riêng mình và khai sinh ra mạng ngày nay ở khắp mọi nơi trên thế giới, kết nối hàng triệu thiết bị với nhau và với chính internet.
Theo IEEE-802.3 được ban hành chính thức vào năm 1985, Ethernet đã trở thành giao diện chuẩn trên thực tế cho các mạng lớn và nhỏ, và thậm chí cho các thiết bị riêng lẻ. Đó là sự kết hợp giữa phần cứng và phần mềm được phát triển để có thể chịu lỗi và nhanh chóng.
Thông tin được chia thành “gói” hoặc “khung” được gọi là biểu đồ dữ liệu. Mỗi sơ đồ dữ liệu không chỉ chứa bản thân dữ liệu mà còn có thông tin nhận dạng tiêu đề và địa chỉ để có thể tạo lại nó ở đầu nhận và CRC 32-bit (kiểm tra dự phòng theo chu kỳ) ở cuối để ngăn lỗi.
Các thiết bị trên mạng có giao diện Ethernet, mỗi thiết bị có một địa chỉ duy nhất. Điều này rất quan trọng vì với rất nhiều thiết bị có khả năng truyền và nhận trên cùng một mạng, mỗi thiết bị cần biết dữ liệu nào dành cho nó.
Cách dữ liệu được gửi qua giao thức Ethernet
Hãy tưởng tượng hàng trăm lá thư và hộp thư từ bưu điện đổ xuống đường phố của bạn – hầu hết trong số đó là cho hàng xóm của bạn và một vài trong số đó là cho bạn. Nhưng những cái nào? Chà, địa chỉ được in trên mặt của mỗi lá thư đảm bảo rằng những người có địa chỉ của bạn sẽ tự động được đưa vào hộp thư của bạn.
Đơn giản đúng không? Nó đã hoạt động như vậy hàng trăm năm – rất lâu trước khi có máy tính.
Nhưng bây giờ hãy tưởng tượng rằng mỗi chữ cái trên đường phố thực sự đã được cắt thành hàng ngàn hoặc thậm chí hàng triệu mảnh nhỏ, và mỗi mảnh chỉ là một từ bên trong chữ cái đó.
Hơn nữa, những từ này không nhất thiết phải theo thứ tự. Trên thực tế, chúng cũng được trộn lẫn với nhau với hàng tỷ từ trong các bức thư của hàng xóm của bạn. Đột nhiên, nó phức tạp hơn rất nhiều.
Nhưng với Ethernet, mỗi “từ” (datagram) chứa thông tin mà hộp thư của bạn cần để lấy các từ dành cho nó và sau đó tập hợp lại chúng một cách hoàn hảo thành từng phần thư duy nhất được gửi cho bạn. Vì vậy, khi bạn mở hộp thư của mình, các chữ cái sẽ được tập hợp lại một cách hoàn hảo và chúng trông giống như khi chúng được gửi qua đường bưu điện.
Chúng ta không cần phải tìm hiểu sâu hơn về cách thức hoạt động chính xác của Ethernet, nhưng điều quan trọng là phải hiểu bản chất của giao diện này và tại sao ngày nay nó lại trở nên phổ biến như vậy.
Ethernet & Wi-Fi
Ưu điểm Etherner so với Wi-Fi
Tín hiệu ổn định
Mặc dù việc thiết lập mạng LAN có dây hơi tốn kém và tốn thời gian hơn so với mạng WLAN (Mạng cục bộ không dây), nhưng nó có một số đặc quyền không thể phủ nhận. Đầu tiên, tín hiệu Wi-Fi được truyền qua tần số vô tuyến. Nếu bạn đã từng đi qua đường hầm trong khi nghe đài trên ô tô hoặc bắt được tín hiệu của hàng xóm bằng dàn âm thanh nổi, bạn biết rằng sóng vô tuyến rất dễ bị nhiễu. Và Wi-Fi của bạn cũng vậy.
Với Ethernet có dây, nhiễu không phải là một vấn đề. Nếu không bị can thiệp, Internet của bạn ít có khả năng bị chậm, mất kết nối hoặc kết nối không liên tục — những ưu điểm này thể hiện rõ nhất khi bạn chuyển các tệp phương tiện lớn, ngốn dữ liệu cho một khách hàng.
Tính linh hoạt và bảo mật
Mặc dù đang sử dụng dây dẫn, bạn vẫn có thể linh hoạt để truyền dữ liệu lên đến 100 mét — cách modem hoặc bộ định tuyến của bạn 328 feet — bằng cáp Ethernet. Vì hầu hết các bộ định tuyến đều đã có cổng Ethernet, nên không mất nhiều thời gian để thực hiện.
Trong kinh doanh, khả năng kiểm soát và bảo mật dữ liệu trên đường truyền do Ethernet cung cấp rất khó xâm nhập. Với kết nối vật lý, bạn duy trì quyền kiểm soát những ai được kết nối với mạng cục bộ của bạn tại bất kỳ thời điểm nào. Điều này không chỉ giải phóng dữ liệu cho người dùng của bạn mà còn giúp ngăn chặn các vi phạm bảo mật không mong muốn (chưa kể đến các vi phạm bảo mật nguy hiểm và tống tiền). Với Wi-Fi vượt ra ngoài các bức tường của văn phòng, mạng WLAN của doanh nghiệp bạn đương nhiên có thể dễ dàng truy cập hơn và kèm theo các mối đe dọa tiềm ẩn.
Nhược điểm Etherner so với Wi-Fi
Wi-Fi nổi tiếng về khả năng truy cập dễ dàng và khả năng kiếm được nhiều tiền. Khi bạn sử dụng mạng WLAN, về cơ bản bạn chỉ cần một bộ kết hợp modem-bộ định tuyến giá cả phải chăng và bạn và các thiết bị của bạn đã sẵn sàng hoạt động.
Giá cả
Mạng LAN có dây của bạn càng lớn và phức tạp thì chi phí của bạn càng cao. Nếu bạn chỉ đơn giản là chạy cáp Ethernet cho ngôi nhà của mình, bạn đang xem giá của một cáp duy nhất. Nhưng nếu bạn là một doanh nghiệp nhỏ đang thiết kế một mạng an toàn, ổn định và riêng tư, bạn sẽ cần modem, tường lửa, máy chủ, thiết bị switch chuyển mạch và thậm chí có thể là những thiết lập nâng cao. Khi chi phí tăng lên với mỗi máy trạm, bạn có thể cần khoản đầu tư ban đầu khá lớn.
Cổng có sẵn
Trong khi hầu hết máy tính để bàn, máy tính xách tay, TV thông minh, bảng điều khiển và đầu đĩa thông minh hay các thiết bị truyền thông đều được trang bị cổng Ethernet, nhiều thiết bị thì không.
Tính di động
Bạn sẽ mất tính di động nếu chỉ sử dụng Ethernet, vì các thiết bị di động như điện thoại thông minh, máy tính bảng, netbook, thiết bị đọc sách điện tử,.. chỉ có Wi-Fi (khá khó để tích hợp cổng Ethernet vào các thiết bị này). Đó là lý do tại sao hầu hết các thiết lập mạng LAN lại bao gồm một số loại có kết nối Wi-Fi bổ sung. Và nếu tốc độ tuyệt đối, các tiêu chuẩn 802.11ac được hỗ trợ bởi bộ định tuyến Wi-Fi hai băng tần và ba băng tần đạt tốc độ tối đa 1,3 gigabit / giây (Gbps) — mặc dù cả tốc độ lý thuyết của Wi-Fi và Ethernet đều bị giới hạn bởi trong thực tế còn các vấn đề như gói dữ liệu của bạn với nhà cung cấp dịch vụ Internet.
Cáp Ethernet (Ethernet Cable)
Ethernet sẽ không hoạt động nếu không có cáp. Đó là một công nghệ có dây! Cáp Ethernet là một loại cáp mạng máy tính đặc biệt để kết nối các thiết bị mạng với mạng. Thông thường, bạn sẽ thấy rằng cáp Ethernet được cắm vào bộ định tuyến (router), modem hoặc bộ chuyển mạng (switch) qua cổng ethernet.
Cáp Ethernet giống như cáp điện thoại. Nếu bạn so sánh chúng cạnh nhau, bạn sẽ nhận thấy những điểm tương đồng của chúng.
Cáp Ethernet có tám dây, trong khi cáp điện thoại chỉ có bốn. Kết quả là, cáp Ethernet lớn hơn. Ngoài ra, cáp Ethernet có thể có nhiều màu, trong khi cáp điện thoại thường có màu trắng hoặc xám.
Có hai loại cáp Ethernet chính được sử dụng ngày nay: Loại 5 và Loại 6.
Cáp loại 5, hoặc CAT5, có khả năng hỗ trợ tốc độ lên đến 100 megabit / giây. Không thể sử dụng những loại cáp này để truyền dữ liệu dài hơn 328 feet.
Cáp loại 6, hoặc CAT6, là thế hệ thứ sáu của Ethernet. Cáp này có khả năng hỗ trợ tốc độ dữ liệu khoảng 1 gigabit mỗi giây. Tuy nhiên, cáp CAT6 chỉ có thể truyền dữ liệu trong khoảng 164 feet.
Kết luận về Ethernet
Ethernet là một công nghệ mạng kết nối các thiết bị trên mạng cục bộ hoặc mạng diện rộng. Ethernet có thể xuất hiện ở nhiều nơi, từ gia đình đến văn phòng công ty đến bệnh viện, nơi có nhiều thiết bị trên cùng một mạng muốn nói chuyện với nhau.
Ethernet cung cấp kết nối ổn định và đáng tin cậy, không giống như công nghệ không dây dễ bị nhiễu và có thể không ổn định tùy thuộc vào khoảng cách của bạn với bộ định tuyến. Tuy nhiên, để sử dụng ethernet, bạn cần cắm cáp ethernet vào thiết bị của mình. Điều này không thực tế trên nhiều thiết bị hiện đại ngày nay chỉ hỗ trợ công nghệ không dây.