Welche Topologie wird von Ethernet verwendet?

Die von Ethernet verwendete Topologie ist eine Bustopologie. Ethernet ist eine lokale Netzwerktechnologie für Computer. Um Konflikte zu reduzieren und die Netzwerkgeschwindigkeit und -effizienz zu maximieren, verwendet das aktuelle Fast Ethernet Switches, um das Netzwerk zu verbinden und zu organisieren.

Die Betriebsumgebung dieses Tutorials: Windows 7-System, Dell G3-Computer.

Die von Ethernet verwendete Topologie ist im Grunde ein Bustyp.

Ethernet ist eine lokale Netzwerktechnologie für Computer. Der IEEE 802.3-Standard der IEEE-Organisation formuliert den technischen Standard von Ethernet, der den Inhalt einschließlich der Verkabelung der physikalischen Schicht, elektronischer Signale und Protokolle der Medienzugriffsschicht spezifiziert. Ethernet ist derzeit die am häufigsten verwendete LAN-Technologie und ersetzt andere LAN-Technologien wie Token Ring, FDDI und ARCNET.

Die Standardtopologie von Ethernet ist eine Bustopologie, aber das aktuelle Fast Ethernet (100BASE-T-, 1000BASE-T-Standards) verwendet Switches, um Konflikte zu reduzieren und die Netzwerkgeschwindigkeit und -effizienz zu maximieren. Dadurch wird die Topologie von Ethernet zu einem Stern; logischerweise verwendet Ethernet jedoch immer noch die Bustopologie und CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection).

Ethernet verwirklicht die Idee, dass mehrere Knoten eines Funksystems im Netzwerk Informationen senden. Jeder Knoten muss ein Kabel oder einen Kanal erhalten, um Informationen zu übertragen, manchmal auch Ether genannt. (Der Name stammt von dem elektromagnetischen Strahlungsmedium, das im 19. Jahrhundert von Physikern vermutet wurde – optischer Äther. Spätere Untersuchungen bewiesen, dass optischer Äther nicht existiert.) Jeder Knoten verfügt über eine weltweit eindeutige 48-Bit-Adresse, bei der es sich um die dem Netzwerk zugewiesene MAC-Adresse handelt Karte vom Hersteller, um sicherzustellen, dass sich alle Knoten im Ethernet gegenseitig identifizieren können. Da Ethernet so weit verbreitet ist, integrieren viele Hersteller Ethernet-Karten direkt in Computer-Motherboards.

Verwandte Erweiterungseinführung:

Die Geschichte von Ethernet beginnt während der ALOHA-Zeit. Genau zu dieser Zeit erhielt ein Student namens Bob Metcalfe einen Bachelor-Abschluss vom MIT und zog an die Harvard University auf der anderen Seite des Flusses, um dort zu promovieren. D. Nach dem Abschluss. Während seines Studiums stieß er auf das Werk Abramsons, das ihn interessierte. Nach seinem Abschluss in Harvard beschloss er, einen Urlaub auf Hawaii zu verbringen, bevor er eine Festanstellung am Xerox Palo Alto Research Center annahm, um Abramson bei der Arbeit zu helfen. Als er im Palo Alto Research Center ankam, sah er, dass Forscher dort Maschinen entworfen und gebaut hatten, die später als Personal Computer bezeichnet wurden. Diese Maschinen waren jedoch alle isoliert und er nutzte das Wissen, das er durch die Zusammenarbeit mit Abramson mit seinem Kollegen David Boggs gewonnen hatte entwarf und implementierte das erste lokale Netzwerk. Das LAN verwendet ein langes, dickes Koaxialkabel und läuft mit 3 Mbit/s.

Sie nannten dieses System Ethernet und man glaubte einst, dass dadurch elektromagnetische Strahlung übertragen werden könnte.

Verwandte Technologien

Shared Medium

Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD)-Technologie spezifiziert eine Methode, mit der mehrere Computer einen Kanal gemeinsam nutzen können. Diese Technologie tauchte erstmals im ALOHAnet auf, das in den 1960er Jahren von der University of Hawaii entwickelt wurde und Radiowellen als Träger nutzt. Diese Methode ist einfacher als Token Ring oder Master Control Network. Wenn ein Computer eine Nachricht senden möchte, wechselt er zwischen den folgenden Aktionen und Zuständen:

• Start – Wenn die Leitung frei ist, starten Sie die Übertragung, andernfalls fahren Sie mit Schritt 4 fort.

• Senden – Wenn ein Konflikt erkannt wird, senden Sie weiterhin Daten, bis das minimale Echo-Empfangsintervall erreicht ist, um sicherzustellen, dass alle anderen Repeater und Terminals den Konflikt erkennen, und fahren Sie dann mit Schritt 4 fort.

• Erfolgreiche Übertragung – Erfolgreiche Übertragung an das übergeordnete Netzwerkprotokoll melden und Übertragungsmodus verlassen.

• Die Leitung ist besetzt – warten Sie weiter, bis die Leitung frei ist.

• Leitung im Leerlauf – Bevor die maximale Anzahl an Versuchen erreicht ist, fahren Sie mit Schritt 1 fort und versuchen Sie es in zufälligen Abständen erneut.

• Die maximale Anzahl an Übertragungsversuchen wurde überschritten. Melden Sie den Übertragungsfehler dem übergeordneten Netzwerkprotokoll und verlassen Sie den Übertragungsmodus.

Da alle Kommunikationssignale auf gemeinsam genutzten Leitungen übertragen werden, werden die Informationen auch dann, wenn sie nur an eines der Terminals (Ziel) gesendet werden sollen, in Form einer Übertragung an alle Computer auf der Leitung gesendet. Unter normalen Umständen filtert die Netzwerkschnittstellenkarte Informationen heraus, die nicht an sie selbst gesendet werden, und sendet nur dann eine Interrupt-Anfrage an die CPU, wenn sie Informationen empfängt, deren Zieladresse ihre eigene ist, es sei denn, die Netzwerkkarte befindet sich im Promiscuous-Modus. Diese „Einer redet, jeder hört zu“-Qualität ist eine Sicherheitslücke von Shared-Medium-Ethernet, da ein Knoten im Ethernet-Netzwerk entscheiden kann, ob er alle auf der Leitung übertragenen Informationen abhören möchte. Das Teilen des Kabels bedeutet auch das Teilen der Bandbreite, sodass Ethernet in manchen Situationen sehr langsam sein kann, beispielsweise nach einem Stromausfall, wenn alle Netzwerkterminals neu gestartet werden.

Repeater

Aufgrund der Signaldämpfung und -verzögerung gibt es Entfernungsbeschränkungen für Ethernet-Segmente basierend auf unterschiedlichen Medien. Beispielsweise hat ein 10BASE5-Koaxialkabel eine maximale Entfernung von 500 Metern (1.640 Fuß). Die maximale Distanz kann durch Ethernet-Repeater erreicht werden, die das Signal im Kabel verstärken und an das nächste Segment weiterleiten. Repeater können bis zu 5 Netzwerksegmente verbinden, aber nur 4 Geräte (d. h. ein Netzwerksegment kann bis zu 4 Repeater verbinden). Dies kann Probleme durch Kabelbrüche lindern: Wenn ein Abschnitt des Koaxialkabels getrennt wird, können alle Geräte in diesem Abschnitt nicht kommunizieren und der Repeater kann dafür sorgen, dass andere Netzwerksegmente normal funktionieren.

Ähnlich wie bei anderen Hochgeschwindigkeitsbussen müssen Ethernet-Segmente an beiden Enden mit Widerständen abgeschlossen werden. Bei Koaxialkabeln müssen die Anschlüsse an beiden Enden des Kabels mit einem 50-Ohm-Widerstand, einem sogenannten „Abschlusswiderstand“, und einem Kühlkörper verbunden werden. Andernfalls kommt es zu einer Situation ähnlich einem Kabelbruch: wenn der Wechselstrom Signal auf dem Bus kommt an. Es wird reflektiert, wenn es endet, und kann sich nicht auflösen. Das reflektierte Signal wird als Kollision gewertet, sodass die Kommunikation nicht fortgesetzt werden kann. Repeater können Signale zwischen zwei damit verbundenen Netzwerksegmenten elektrisch isolieren, verstärken und synchronisieren. Die meisten Repeater verfügen über eine Funktion namens „Auto-Isolation“, die Segmente isoliert, bei denen zu viele Konflikte auftreten oder die zu lange in Konflikt stehen, sodass andere Segmente nicht von dem beschädigten Segment betroffen sind. Der Repeater kann die Verbindung des Netzwerksegments wiederherstellen, nachdem er festgestellt hat, dass der Konflikt verschwunden ist.

Hub

Obwohl das Ethernet-Netzwerk, das einen Hub verwendet, physikalisch eine Sternstruktur ist, handelt es sich logischerweise immer noch um einen Bustyp. Die Halbduplex-Kommunikationsmethode verwendet die CSMA/CD-Konflikterkennungsmethode. Der Hub ist nützlich, um Datenpaketkonflikte zu reduzieren haben sehr wenig Wirkung. Jedes Paket wird an jeden Port des Hubs gesendet, sodass Bandbreiten- und Sicherheitsprobleme ungelöst bleiben. Der Gesamtdurchsatz eines Hubs wird durch die Geschwindigkeit einer einzelnen Verbindung (10 oder 100 Mbit/s) begrenzt, unter Berücksichtigung des minimalen Overheads in Präambel, Übertragungsintervall, Header, Trailer und Kapselung. Kollisionen reduzieren häufig auch den Durchsatz, wenn das Netzwerk überlastet ist. Im schlimmsten Fall kann es sein, dass das Netzwerk aufgrund zu vieler Kollisionen nur zu etwa 50 % ausgelastet ist, wenn viele Hosts mit langen Kabeln viele sehr kurze Frames übertragen. Um die Belastung des Netzwerks zu maximieren, bevor Konflikte das Übertragungsvolumen ernsthaft reduzieren, werden normalerweise einige Einstellungen vorgenommen, um ähnliche Situationen zu vermeiden.

(Teilen von Lernvideos: Programmiervideo)

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