Kategoriler
Donanım

Bilgisayar Bileşenleri – Ethernet Nedir? Ethernet Çeşitleri ve Ethernet Hakkında Bilgiler

Bilgisayarlarda Bağlantı Şekli

Bilgisayarlarda yerel ağlar olarak bağlantı yapabildiğimiz teknolojik bir olaydır. Kendine özgü bağlantı şekilleri ile internet bağlantısı ve ağ bağlantısı yapılabiliyor. İngilizce anlamı Local Area Network yani LAN olan ve Türkçe yerel ağlar olarak isimlendirilen teknolojik durum belkide internetin temelini oluşturmaktadır.

Sponsorlu Bağlantılar

Ethernet Ne Demektir?

Ethernet Yerel ağlar tabanlı bir bilgisayar ağı teknolojileri ailesidir. Kelimenin kökeni ether den gelmektedir. OSI ağ modelinin Donanım katmanı için Veri bağlantısı katmanı/ Ortam erişim kontrolu (İngilizce: Media Access Control (MAC)) üzerinden ağ erişimi yoluyla bir dizi kablolama ve sinyalleşme standardı ve ortak bir adresleme formatı tanımlar.

ethernet

Ethernet IEEE 802.3 olarak standartlaştırılmıştır. Uç sistemleri ağa bağlamakta kullanılan Bükülü tel çifti ve site iskeletlerinde kullanılan Fiberoptik kablolama yöntemlerinin birleşimi kullanılan en yaygın ‘Kablolu Yerel ağ’ (İngilizce: Wired Local Area Network(WLAN)) teknolojisidir. Token Ring, FDDI ve ARCNET gibi diğer muadil ağ teknolojilerinin yerini büyük ölçüde alarak 1980’li yıllardan günümüze kadar kullanılagelmiştir.

Ethernetin Tarihçesi

Ethernet ilk olarak 1973-1975 yılları arasında Xerox PARC tarafından geliştirildi. 1975 yılında Xerox Robert Metcalfe, David Boggs, Chuck Thacker ve Butler Lampson adına bir patent başvurusunda bulundu (U.S. Patent 4.063.220: Multipoint data communication system (with collision detection)). 1976’da, sistemin PARC’da kullanıma girmesinin ardından Metcalfe ve Boggs taslak bir metin yayımladılar.

Bu metinde tanımlanan deneysel Ethernet 3 Mbit/s hızındaydı ve 8-bit kaynak ve hedef adresi alanlarını içermekteydi, yani ilk Ethernet adresleri bugün kullanılan MAC adresleri değildi. Yazılım konvansiyonuna göre kaynak ve hedef adresi alanlarından sonra gelen 16 bit paket tipi alanıydı, ancak, metinde söylendiği gibi “farklı protokoller ayrık paket tipi kümeleri kullanabilmekteydi”, dolayısıyla bunlar Ethernet’in bugünkü halindeki, kullanılmakta olan protokolü tanımlayan paket tiplerinden ziyade belirlenen protokolün içerdiği paket tipleriydi.

Sponsorlu Bağlantılar

Metcalfe 1979 yılında Xerox’tan ayrılarak kişisel bilgisayarların ve Yerel ağların kullanımını yaygınlaştırmak amacıyla 3Com’un kurucu ortağı oldu. DEC, Intel ve Xerox ‘u Ethernet’i “Digital/Intel/Xerox” ‘tan gelen “DIX” standartı olarak teşvik etmek için birlikte çalışmaya ikna etti. Bu standartta 48-bit kaynak ve hedef adresi alanları ile evrensel bir 16-bit paket tipi alanı olan 10 Mbit/s hızında bir Ethernet tanımlanmıştır. Standartın ilk taslağı 30 Eylül 1980’de IEEE tarafından yayınlandı. Standart Token Ring ve Token Bus adlı mevcut iki tescilli standarta rakip olmuştur. Ethernet CSMA/CD standardının finalizasyonunda IEEE içindeki zor karar süreci ve IBM tarafından desteklenen rakip Token Ring taslağından kaynaklanan gecikmelerin üstesinden gelmede CSMA/CD standardının ECMA, IEC ve ISO gibi diğer standarlaştırma kuruluşları içinde desteklenmesi önemli bir faktördü. Tescilli sistemler kısa süre içinde Ethernet ürünlerinin istilası ile büyük ölçüde pazar kaybettiler. 3COM bu süreci destekleyen başlıca firma olmuştur. 1981’de 3COM ilk 10 Mbit/s Ethernet adaptörünü üretti. Bunu kısa süre sonra Digital Equipment’in Unibus Ethernet adaptörü izledi.

Bükülü Tel Çifti Ethernet sistemleri geliştirilmesine 1980’li yılların ortalarında StarLAN adıyla başlanmış ancak sonrasında geniş ölçüde 10BASE-T olarak adlandırılmıştır. İlk Ethernet sistemleri zırhsız ‘Bükülü Tel Çifti’ ile birleştirilen dağıtım soketleri ile sunulduğu için eşeksenli kablo’nun yerini almış, daha sonrasında CSMA/CD yapısı yerine daha yüksek performans sağlayan anahtarlamalı full duplex yapısı kullanılmıştır.

Ethernette Standartlaştırma

Teknik kabiliyetlerine rağmen Ethernet’in başarısı hızlı standartlaştırılmasına bağlıydı. Bunun için Uluslararası Elektrik ve Elektronik Mühendisleri Enstitüsü (İngilizce: Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)), Avrupa Bilgisayar Üreticileri Birliği(İngilizce: European Computer Manufacturers Association (ECMA)), Uluslararası Elektroteknik Komisyonu (İngilizce: International Electrotechnical Commission (IEC)) ve Uluslararası Standartlaştırma Kurumu (İngilizce: International Organization for Standardization (ISO)) içinde koordineli çalışmalar yürütülmesi gerekliydi.

Şubat 1980’de IEEE Yerel Ağların (LAN) standartlaştırılması için IEEE 802 adında bir proje başlattı.

DEC’ten Gary Robinson, Intel’den Phil Arst ve Xerox’tan Bob Printis “Blue Book” olarak bilinen LAN spesifikasyonu olmaya aday ilk CSMA/CD spesifikasyonunu yayınladı. IEEE üyeliği öğrenciler de dahil tüm profesyonellere açık olduğundan bu yeni teknoloji üzerine sayısız yorum geldi.

Sponsorlu Bağlantılar

CSMA/CD’nin yanı sıra IBM tarafından desteklenen Token Ring ve General Motors tarafından seçilmiş daha sonrasında desteklenmiş olan Token Bus’da LAN standartı olmaya aday teknolojilerdi. IEEE’nin tek bir standart ile yola devam etmek istemesi ve her üç tasarımın arkasında kuvvetli firmaların bulunması LAN standartı üzerinde gerekli uzlaşmanın sağlanmasını büyük ölçüde geciktirdi.

Ethernet kampında, bu Xerox Star işlemcisi ve 3COM’un Ethernet LAN ürünlerinin pazara sürülmesinde risk oluşturmaktaydı. Kafalarında bu iş kaygıları ile David Liddle(GM Xerox Office Systems) ve Bob Metcalfe (3Com) Siemens Private Networks ‘ten Fritz Röscheisen’in gelişen ofis iletişim pazarında işbirliği önerisini kuvvetle desteklediler, böylece Ethernet’in uluslararası standart haline gelmesi için Siemens ‘in desteğini arkalarına aldılar (10 Nisan, 1981). IEEE 802’deki Siemens temsilcisi Ingrid Fromm Avrupa standardizasyon kuruluşu ECMA içinde ECMA TC24 (Yerel Ağlar) adında bir iş grubu kurarak Ethernet’e IEEE dışında geniş bir destek sağladı. Mart 1982 gibi kısa bir sürede ECMA TC24 üye şirketleri IEEE 802 taslağına dayanan bir CSMA/CD standartı üzerinde kendi aralarında uzlaşmaya vardılar. ECMA’nın hızlı hareket etmesi IEEE içindeki farklı görüşlerin birleşmesini ve 1982 yılı sonuna doğru IEEE 802.3 CSMA/CD ‘nin onaylanmasını sağladı.

Ethernet’in uluslararası standart olarak kabulü de Fromm’un IEC TC83 ve ISO TC97SC6 arasındaki diplomatik çalışmaları sayesinde gerçekleşti ve ISO/IEEE 802/3 Uluslararası Standartı 1984 yılında onaylandı.

Ethernetin Genel Tanımı

Ethernet ilk olarak ortak bir eşeksenli kablo üzerinden birbirine bağlanan bilgisayarların yayın iletimi yöntemiyle haberleşmesi fikrine dayalıydı. Kullanılan yöntemler kısmen radyo sistemlerine benzemekteydi, ancak, kablolu bir yayın iletimi sistemindeki çakışmaları saptamanın radyo yayınına kıyasla çok daha kolay olması gibi temel farklılıklar da mevcuttu. “Ethernet” adı iletişim kanalını oluşturan ortak kablonun ether ‘e benzetilmesinden gelmekteydi.

Ethernet bu öncel ve göreceli olarak basit kavramdan, günümüzdeki pek çok LAN altyapısını oluşturan karmaşık ağ teknolojisi yapısına evrimleşmiştir. Eşmerkezli kablolamanın yerini düşük kurulum masrafı, yüksek güvenilirlik, noktadan-noktaya ağ yönetimi ve arıza bulma kolaylıkları gibi avantajlar sebebiyle Ethernet hub ‘lar ile birleştirilmiş noktadan-noktaya bağlantılar ve/veya ağ anahtarları almıştır.

Sponsorlu Bağlantılar

StarLAN Ethernet’in eşmerkezli kablolama yapısından hub ile yönlendirilen bükülü tel çifti ağ yapısına evrimleşmesindeki ilk adımdır. Bükülü tel çifti kablolamanın gelişi kurulum masraflarını eski Ethernet teknolojileri de dahil olmak üzere benzer teknolojilere kıyasla dramatik olarak düşürmüştür.

Ethernet istasyonları birbirlerine donanım katmanı üzerinden veri bloklarından oluşan ve ayrı ayrı gönderilip alınan veri paketleri göndererek haberleşir. Diğer IEEE 802 LAN’larda olduğu gibi her Ethernet istasyonunun paket gönderme ve alma adreslerini belirleyen 48-bitlik kendine özgü MAC adreslerivardır. Ağ bağdaştırıcı kartları (İngilizce: Network Interface Card (NIC)) ya da çipleri normalde diğer Ethernet istasyonlarına gönderilen paketleri kabul etmezler. Bağdaştırıcılar genellikle kendine özgü tek bir global adrese sahip olarak gelir ancak kart değiştirildiğinde adres çakışması olmaması ya da yerel yönetim ağları içinde kullanıldıklarında bu adres değiştirilebilir.

10 Mbit/s hızındaki eşmerkezli kablodan 1 Gbit/s hızındaki noktadan-noktaya bağlantıya kadar tüm Ethernet türevleri aynı veri çerçevesi formatını (dolayısıyla üst katmanlarda aynı arayüzü) kullandıklarından kolaylıkla birbirlerine bağlanabilirler.

Ethernetin çok yaygın olması, donanım maliyetinin giderek düşmesi ve bükülü tel çifti Ethernet arayüzünün fazla yer kaplamaması nedeniyle pek çok üretici PC anakartlarına Ethernet arayüzü koymakta, böylelikle ayrı bir ağ bağdaştırıcı kartına gerek kalmamaktadır.

Donanım Katmanı Nedir?

İlk Ethernet ağlarında (10BASE5) CSMA/CD paylaşım ortamı olarak vampir tapası ile birlikte kalın sarı kablolama kullanılmaktaydı. Sonrasında 10BASE2 Ethernet’te CSMA/CD paylaşım ortamı olarak daha ince eşmerkezli kablolama ve BNC konnektörler kullanılmıştır. Daha yeni olan StarLAN 1BASE5 ve 10BASE-T Ethernet’te 8P8C modüler konnektör ile Ethernet hub ‘lara bağlanılan eşmerkezli kablolama kullanılmıştır.

Sponsorlu Bağlantılar

Halihazırda, kullanılan fiziksel ortam ve hız yönünden farklılıklar gösteren pek çok Ethernet türü vardır. En yaygın olarak kullanılan türler 10BASE-T, 100BASE-TX, ve 1000BASE-T ‘dir. Her üçünde de 8P8C modüler konnektör kullanılır. Sırasıyla 10 Mbit/s, 100 Mbit/s, and 1 Gbit/s veri hızlarında çalışmaktadırlar. Ancak her birinin çalışabilmesi için farklı kablolama grektiğinden kurulumcular sunuculara yapılan kısa bağlantılar haricinde 1000BASE-T yi kullanmaktan uzak durmaktadırlar.

Fiberoptik daha çok yapısal kablolama uygulamalarında kullanılmaktadır. Bu tip Ethernet kurumsal veri merkezi uygulamalarında çoklukla kullanılmakla birlikte maliyet ve kullanım kolaylığı yönünden son kullanıcı uygulamalarında tercih edilmemektedir. Performans, elektriksel yalıtım ve bazı versiyonlarında onlarca km’ye varan mesafe avantajları vardır. Sürekli daha hızlı yeni fiber Ethernet versiyonları çıkmaktadır. 10 gigabit Ethernet kurumsal uygulamalarda ve taşıyıcı ağlarda giderek daha yaygınlaşmaktadır, ayrıca 40 Gbit/s Ethernet ve 100 Gbit/s Ethernet geliştirilmeye başlanılmıştır[6][7][8]. Robert Metcalfe 2015 yılı itibarıyla ticari terabit Ethernet uygulamalarının başlayacağına inandığını, terabit Ethernet standardına ulaşmak için mevcut Ethernet standartlarının iptal olabileceğini belirtmiştir.[9]

Kablo üzerindetaşınan bir veri paketine “çerçeve (frame)” denilmektedir. Gerçek fiziksel ortamda görüntülenen bir çerçeve diğer verilerin yanı sıra “Giriş (Preamble)” ve “Çerçeve Başlangıç Sınırlayıcı (Start Frame Delimiter)” alanlarını içermelidir. Bu alanlar tüm fiziki donanımlar için gereklidir. Bu alanlardaki bitler ağ aygıtı tarafından işlemciye aktarılmadan önce çıkartıldığından paket izleme programları tarafından görülmezler. CRC32 bitleri ise genellikle aygıt sürücü yazılımı tarafından çerçeveden ayrılırlar.

Aşağıdaki tablo 1500 baytlık maksimum iletim birimi için gönderildiği haliyle, bütün bir Ethernet çerçevesini göstermektedir. Daha yüksek hızlı bazı gigabit Ethernet uygulamaları “jumbo frame” denilen daha büyük çerçeve boyutlarını desteklemektedir. Dikkat edilmesi gereken nokta Giriş ve Çerçeve Başlangıç Sınırlayıcı alanlarındaki bit düzenlerinin bayt olarak değil karakter dizisi olarak yazılmış olmasıdır. Bu gösterim IEEE 802.3 standardında kullanılan ile uyuşmaktadır. Bir Oktet modern bilgisayarlarda “bayt” olarak adlandırılan sekiz bitlik veri anlamındadır.

Ethernet Türleri

İlk Türler

  • 10BASE5: Thick-Ethernet olarak da bilinen ilk standart. Tek bir eşmerkezli kablo kullanılır. Büyük ölçüde kullanımdan kalkmıştır.
  • 10BROAD36: Kullanımdan kalkmıştır. Uzun mesafeli Ethernet’i destekleyen eski bir standarttır. Kablolu modemlerdekine benzer geniş bantlı modülasyon teknikleri ve eşmerkezli kablolama kullanılmıştır.
  • 1BASE5: Düşük maliyetli LAN çözümünü standartlaştırmaya yönelik bir girişim. 1 Mbit/s’de çalışmaktaydı. Ticari bir başarısızlık olmuştur.

10Mbit/s Ethernet

  • 10BASE2 (ThinNet ya da Cheapernet olarak da bilinir): 50 Ω eşmerkezli kablo ile aygıtlar birbirine T-adaptor kullanılarak bağlanır. Her iki uçta sonlandırma kullanılması gereklidir. Uzun yıllar boyunca en yaygın 10 Mbit/s standardı olarak kalmıştır.
  • 10BASE-T: Kategori 3 ya da Kategori 5 kablo üzerinde iki bükülü tel çifti olacak şekilde dört kablo kullanılır. Ortada her bir istasyon için bir porta sahip olan bir hub ya da Ağ anahtarı bulunur. Bu konfigürasyon aynı zamanda 100BASE-T ve gigabit Ethernet için de kullanılmaktadır. Veri iletim hızı 10 Mbit/s’dir.
  • FOIRL: Fiberoptik ara tekrarlayıcılı bağlantı. Fiber üzeri Ethernet’in ilk standardıdır.
  • 10BASE-F: Yeni 10 Mbit/s Ethernet standartları ailesi (10BASE-FL, 10BASE-FB ve 10BASE-FP) için kullanılan genel terim. Bunlar arasında sadece 10BASE-FL yaygın kullanıma sahiptir.
    • 10BASE-FL: FOIRL standartının güncellenmiş bir versiyonu.
    • 10BASE-FB: Çok sayıda hub ve ağ anahtarının birbirine bağlandığı omurga yapıları için amaçlanmıştır. Günümüzde kullanım dışıdır.
    • 10BASE-FP: Tekrarlayıcı gerektirmeyen pasif bir yıldız ağ standartı. Hiç kullanılmamıştır.

Yüksek Hızlı Ethernet

  • 100BASE-T: Bükülü tel çifti kullanan tüm 100 Mbit/s Ethernet türleri için kullanılan genel terim. 100BASE-TX, 100BASE-T4 ve 100BASE-T2 ‘yi kapsar. 2009 itibarıyla 100BASE-TX pazara tamamen hakim durumdadır ve informal olarak 100BASE-T ile aynı anlama gelmektedir.
    • 100BASE-TX: Kategori 5 kablo üzerindeki 100 Mbit/s Ethernet (dört tel çiftinden ikisi kulanılır). 10BASE-T ile aynı yıldız biçimli konfigürasyondadır.
    • 100BASE-T4: Kategori 3 kablo üzerindeki 100 Mbit/s Ethernet (10BASE-T kurulumlarında kullanıldığı şekliyle). Dört tel çiftinin hepsi kullanılır ve yarı çift yönlü ‘dür. Kategori 5 kablo standart hale geldiğinden günümüzde kullanım dışıdır.
    • 100BASE-T2: Kategori 3 kablo üzerindeki 100 Mbit/s Ethernet. Dört tel çiftinin hepsi kullanılır ve tam çift yönlü iletişimi destekler. Bu standartı destekleyen herhangi bir donanım üretilmemiştir.
  • 100BASE-FX: Fiber üzeri 100 Mbit/s Ethernet.

Gigabit Ethernet

  • 1000BASE-T: Ekransız bükülü tel çifti bakır kablo üzeri 1 Gbit/s Ethernet. (Kategori 5 kablo kullanılabilmekle birlikte Kategori 5e kablo tavsiye edilir)
  • 1000BASE-SX: Kısa erimli çoklu mod fiber üzeri 1 Gbit/s Ethernet.
  • 1000BASE-LX: Uzun erimli tekli mod fiber üzeri 1 Gbit/s Ethernet.
  • 1000BASE-CX: 1 Gbit/s Ethernet’i özel bakır kablo üzerinde kullanmak içi geliştirilmiş kısa erimli bir çözüm. 1000BASE-T’den önce çıkmıştır ve günümüzde kullanım dışıdır.

10-Gigabit Ethernet

10 gigabit Ethernet standartları ailesi tekli mod fiber (uzun erimli), çoklu mod fiber (300 m’ye kadar), bakır arkayüzey (1 m’ye kadar) ve bakır bükülü tel çifti (100 m’ye kadar) için ortam tiplerini ihtiva eder. İlk olarak IEEE Std 802.3ae-2002 olarak yayımlanmıştır, ancak halihazırda IEEE Std 802.3-2008 içinde bir bölümdür.

Sponsorlu Bağlantılar
  • 10GBASE-SR: Yaygın çoklu mod fib;ll üzerinden kısa mesafeleri desteklemek için tasarlanmıştır. kablo tipine göre 26m ile 82m arasında bir erime sahiptir. Aynı zamanda yeni bir 2000 MHz·km çoklu mod fiber üzerinden 300m’ye kadar çalışmayı destekler.
  • 10GBASE-LX4: Yaygın çoklu mod fiber kablolama üzerinden 240m ile 300m arasındaki mesafeleri desteklemek için Dalgaboyu Bölümü Çoğullaması (İngilizce: wavelength division multiplexing) tekniğini kullanır. Ayrıca tekli mod fiber üzerinden 10 km’yi destekler.
  • 10GBASE-LR ve 10GBASE-ER: Bu standartlar tekli mod fiber üzerinden sırasıyla 10 km ve 40 km ‘ye kadar olan mesafeleri destekler.
  • 10GBASE-SW, 10GBASE-LW ve 10GBASE-EW: Bu türler OC-192/STM-64SONET ve SDH ekipmanlarıyla birlikte çalışmak için tasarlanmış WAN PHY kullanırlar. Fiziksel katmanda sırasıyla 10GBASE-SR, 10GBASE-LR ve 10GBASE-ER’ye karşılık gelirler, dolayısıyla aynı fiber tiplerini kullanıp benzer mesafeleri desteklerler. (10GBASE-LX4’e karşılık gelen bir WAN PHY standardı yoktur.)
  • 10GBASE-T: Bakır bükülü tel çifti kablolama için geliştirilmiştir. IEEE Std 802.3an-2006 ile tanımlanmış ve IEEE Std 802.3-2008 ile birleştirilmiştir.

2009 yılı itibarıyla, 10 gigabit Ethernet taşıyıcı ağlarda baskın teknoloji olmuştur ve 10GBASE-LR ile 10GBASE-ER kaydadeğer pazar payına sahiptir.

40 Gigabit Ethernet ve 100 Gigabit Ethernet

2009 yılı itibarıyla, 40 Gigabit Ethernet ve 100 Gigabit Ethernet (100GbE) standartları halen taslak aşamasındadır.

Sponsorlu Bağlantılar

Bir yanıt yazın

E-posta adresiniz yayınlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Teknoloji6.com