Ethernet

Скорость Wi-Fi и Ethernet

Когда Wi-Fi был впервые предложен потребителям, то представлена была версия 802.11 G, ограничивающая теоретическую скорость обмена данными на уровне 54 Мбит/с. На практике реальная скорость всегда заметно отличается, и не в лучшую сторону.

Этой скорости было достаточно для мобильных устройств, но это было заметно меньше предлагаемых Ethernet 100 Мбит/с и 1000 Мбит/с, которые к тому же были гарантированны.

Последний стандарт Wi-Fi 802.11 АС предлагает теоретическую скорость передачи данных на уровне 3200 Мбит/с, на практике показывающий в 2 раза меньший результат.

Эта скорость превышает скорость домашнего Ethernet даже с некоторым запасом. Если у вашего роутера и компьютера есть аппаратная поддержка этого стандарта (а она должна быть и там и там), то узким местом станет как раз Ethernet, а не Wi-Fi.

Это сводит на нет преимущество Ethernet в скорости.

Настройки терминала

Главное меню веб-интерфейса откроется после ввода логина и
пароля. Здесь отображается информация обо всех подключениях пользователя. Доступны
вкладки «Настройки LAN», «Беспроводная сеть», «Функции маршрутизации (NAT)»,
«Настройки DDNS», «Настройка USB порта».

Вкладка «Настройки LAN» позволяет выбрать подсеть, а в
разделе TCP/IP указать ее IP-адрес и маску подсети. Маршрутизатор может автоматически
вычислить маску подсети на основе IP-адреса, который назначает пользователь.
Также здесь можно присвоить имя устройству в локальной сети, после чего доступ
к нему будет осуществляться по имени, а не по MAC-адресу.

Вкладка «Беспроводная сеть» дает возможность включить до
четырех беспроводных сетей одновременно в каждом диапазоне, это удобное, если в
доме множество гаджетов. Для тонкой настройки Wi-Fi доступны меню «Основные
параметры», «Безопасность», «Настройка WPS», «Фильтрация по MAC».

На вкладке «Безопасность» задаются методы аутентификации и
шифрования, а также ключ PSK для каждой беспроводной сети. Устройство имеет
возможность легкой настройки беспроводной сети с помощью функции Wi-Fi
Protected Setup — для ее включения нужно нажать и удерживать кнопку «WPS/Wi-Fi»
в течение пяти секунд.

Какие режимы беспроводной сети поддерживаются:

• Disabled — в этом режиме шифрование отключено
• WPA-PSK — обеспечивает беспроводной защищенный доступ с
  использованием шифрования TKIP
• WPA2-PSK — обеспечивает беспроводной
  защищенный доступ с использованием шифрования AES
• WPA/WPA2-PSK — рекомендуется производителем как самый
  безопасный вариант защиты

Раздел «NAT» позволяет настроить внешние сервисы в локальной
сети — веб-серверы, FTP-серверы, почтовые серверы. На вкладке «Port Triggering»
пользователь может «пробросить» порты для приложений, которые не способны
работать через встроенный брандмауэр, это актуально для некоторых онлайн-игр и IPTV-телевидения.

В разделе «DDNS» можно произвести настройку серверов DDNS,
чтобы роутер получил бесплатный статический адрес. Используя этот адрес, пользователь
из внешней сети может получить доступ к настроенному на компьютере серверу,
сайту, сетевому накопителю, веб-камере. Настройка не потребуется, если
провайдер выдал пользователю статический IP-адрес.

Когда имеет смысл использовать Ethernet

Мы не собираемся слишком сильно «принижать» Wi-Fi. Это довольно быстра, удобная и подходящая для большинства задач сеть. Во-первых, Wi-Fi необходим, если у вас есть мобильные устройства и просто не можете использовать Ethernet. Может, Вам слишком сложно провести кабель в нужное место. Или, может быть, ваш домовладелец не позволят вам прокладывать кабели так, как вы хотите.

Главная причина использовать Wi-Fi: удобство. Если устройству необходимо перемещаться или вы просто не хотите использовать кабель для него, Wi-Fi является правильным выбором.

С другой стороны, если у вас настольный ПК или сервер, который находится в одном месте, Ethernet может быть хорошим вариантом. Если вы хотите улучшить качество потоковой передачи (особенно если вы делаете это с медиа-сервера в своей сети) или регулярно играете в онлайн-игры, то Ethernet станет для вас лучшим выбором. Предполагая, что достаточно легко подключить устройства с помощью кабеля Ethernet, вы получите более устойчивое соединение.

В конце концов, Ethernet предлагает преимущества лучшей скорости, более низкой задержки и более надежных соединений. Wi-Fi предлагает преимущество удобства и достаточно хорош для большинства применений.

Разъем RJ45 или 8P8C

Если вы уже имели дело с компьютерными сетями, вы, несомненно, слышали, что оба термина RJ45 и 8P8C взаимозаменяемы. Однако давайте выясним почему вообще возникло такое противопоставление.

История разъёма RJ45

Давайте начнем с разъема RJ45. Этот термин сейчас наиболее широко используется для обозначения соединений кабелей Ethernet.

RJ переводится и расшифровывается как «зарегистрированный разъем». Изначально разъем RJ разрабатывался как часть стандартизированного интерфейса телекоммуникационной сети для подключения в телефонных сетях.

Разъемы RJ были разработаны как значительно меньшая и более дешевая замена старым телефонным методам установки проводных шнуров или громоздких вилок.

С появлением компьютерных сетей для передачи данных был разработан новый, но очень похожий разъем: 8P8C.

Разъём 8P8C

В разъёме 8P8C (8Position8Contact) каждый штекер имеет восемь отверстий для проводов, которые расположены на расстоянии примерно 1 мм друг от друга. Отдельные жилы кабеля витая пара вставляются в эти отверстия для подсоединения к разъёму.

В разъёме RJ45 Ethernet вставленные провода обжимаются. Есть разъёмы 8P8C, где контакт жил осуществляется иначе.

Из-за популярности и максимального распространения разъём RJ45 стал формальным обозначением для любого восьми позиционного/контактного модульного разъема 8P8C, используемого в компьютерных сетях (Ethernet). Поэтому чаще такой штекер называют разъём rj45 8p8c.

Формальное различие между разъемами 8P8C и RJ45 показаны на следующей схеме:

Как видите на фото эти разъемы не полностью совместимы друг с другом. Разъемы 8P8C могут подключаться к розеткам RJ45, однако обратное (формально) невозможно.

Сегодня почти всё электронное оборудование, использующее разъемы 8P8C, в документации будет использовать термин RJ45, что формально неверно, но всем понятно. Такое ошибочное использование терминологии широко распространено в отрасли, и оно вряд ли изменится в ближайшее время.

На самом деле причин для беспокойства нет. Однако при покупке разъёма смотрите формально правильную маркировку «RJ45 (8P8C)», чтобы избежать путаницы или споров.

MAC адрес

На уровне MAC, который обеспечивает доступ к среде и передаче кадра, для идентификации сетевых интерфейсов узлов сети используются регламентированные стандартом уникальные 6-байтовые адреса, называемые MAC-адресами. Обычно MAC-адрес записывается в виде шести пар шестнадцатеричных цифр, разделенных тире или двоеточиями, например 00-29-5E-3C-5B-88. Каждый сетевой адаптер имеет MAC-адрес.

Структура MAC-адреса Ethernet

• первый бит MAC-адреса получателя называется битом I/G (individual/group или широковещательным). В адресе источника он называется индикатором маршрута от источника (Source Route Indicator);
• второй бит определяет способ назначения адреса;
• три старших байта адреса называются защитным адресом (Burned In Address, BIA) или уникальным идентификатором организации (Organizationally UniqueIdentifier, OUI);
• за уникальность младших трех байт адреса отвечает сам производитель.

Некоторые сетевые программы, в частности wireshark, могут сразу отображать вместо кода производителя — название фирмы производителя данной сетевой карты.

WAN сеть

WAN – это глобальная сеть, это совокупность всех компьютеров, подключенных к Интернету. Эта сеть включает в себя более мелкие сети. Эти сети делятся на:

• CAN (Campus Area Network) – совокупность зданий, у которых уже есть собственная локальная сеть для обмена данными между ними;
• MAN (Metropolitan Area Network) – это более крупная сеть, которая соединяет устройства в одном или нескольких городах.
• PAN (Personal Area Network) – объединяет устройства, используемые человеком;
• LAN – это небольшая сеть для дома или бизнеса. Для связи между офисами в разных городах существует VLAN (Virtual Local Area Networks). Эта технология соединяет удаленные сайты и позволяет им использовать общие сетевые устройства, такие как принтер или хранилище файлов, как если бы они находились в одном офисе.

Насколько быстрее Ethernet

Ethernet просто быстрее, чем Wi-Fi – пока это очевидный факт. Но различия в реальном мире меньше, чем вы думаете. За последние несколько лет Wi-Fi значительно ускорился благодаря новым стандартам, таким как 802.11ac и 802.11n, которые обеспечивают максимальную скорость 866,7 Мбит/с и 150 Мбит/с, соответственно. Несмотря на то, что это максимальная скорость для всех ваших беспроводных устройств при совместном использовании (и, вероятно, вы не получите этих скоростей в реальном мире), Wi-Fi стал достаточно хорошим, чтобы справляться с большинством наших повседневных задач.

С другой стороны, проводное Ethernet-соединение теоретически может предложить до 10 Гбит/с, если у вас есть кабель Cat6. Точная максимальная скорость вашего Ethernet-кабеля зависит от типа используемого кабеля Ethernet. Однако, даже кабель Cat5e поддерживает до 1 Гбит/с. И, в отличие от Wi-Fi, эта скорость последовательна.

Хотя вся эта скорость велика, нужно иметь в виду, что скорость вашего интернет-соединения является узким местом для деятельности, связанной с интернетом. Если скорость вашего интернета значительно ниже, чем у любого типа соединения, которое вы используете, увеличение скорости этого соединения не имеет большого значения.

Однако, Ethernet будет влиять на скорость между устройствами в вашей сети. Например, если вы хотите как можно быстрее передавать файлы между двумя компьютерами в доме, Ethernet будет быстрее Wi-Fi. Ваше интернет-соединение не участвует в этом, так что все зависит от максимальной скорости, которую может предоставить ваше сетевое оборудование.

Вот лишь несколько хороших примеров того, когда локальная скорость может быть важна:

• Если у вас есть несколько устройств, которые поддерживают резервное копирование на NAS, резервный сервер или общий жесткий диск, резервное копирование будет быстрее по Ethernet-соединению.
• Если у вас есть устройства, которые транслируют с медиа-сервера в вашей сети (например, Plex или Kodi), подключение к сети Ethernet даст вам значительный толчок к потоковому качеству.

Если вам интересно узнать о разнице в скорости передачи локального файла, попробуйте перенести большой файл между двумя компьютерами, пока они оба подключены к Ethernet, и когда оба подключены к Wi-Fi. Вы должны увидеть разницу в скорости.

Стандарты на однопарный Ethernet

Первые два стандарта на однопарный Ethernet — IEEE 802.3bw (2015 г.) на 100 Мбит/с и IEEE Std 802.3bp (2016 г.) на 1 Гбит/с — были предназначены для применения в автомобилях. «Автомобильный» вариант SPE должен быть простым, быстрым и надежным. Принятый в июне этого года стандарт на мультигигабитный однопарный Ethernet IEEE 802.3ch позволяет передавать данные со скоростью 2,5, 5 и 10 Гбит/с. Проводка в автомобиле имеет небольшую протяженность, поэтому поддерживаемые расстояния были ограничены 15 м и 40 м.

В промышленных средах и интеллектуальных зданиях подключаемые устройства могут располагаться на большом удалении. Требуемые же скорости для подключения устройств интернета вещей невелики, что позволяет увеличить дальность. Поэтому IEEE 802.3cg делает возможной передачу данных со скоростью 10 Мбит/с на расстояние до 1 км (10Base-T1L). Для таких применений как промышленные шкафы принят вариант стандарта с небольшой дальностью 15 м (10Base-T1S). Помимо этого, стандарт позволяет подключить до 8 устройств в одном «смешанном» сегменте с несколькими отводами (конфигурация multidrop) на расстоянии 25 м.

При этом надо учитывать, что сети, применяемые на производстве, должны быть в состоянии противостоять суровым условиям окружающей среды, в частности — удовлетворять требованиям электромагнитной совместимости. Поэтому там будут наиболее популярны экранированные кабели, с уровнями защиты вплоть до IP65/67.

В «умных» зданиях требования к «стойкости», как правило, не так велики, в соответствующих системах могут использоваться не такие защищенные кабели, как в промышленности.

Характеристики стандартов однопарного Ethernet

Что такое Ethernet — коллизии

Как следует из вышесказанного, при большом числе компьютеров в сети и при интенсивном обмене данными очень быстро растет число коллизий, и, как следствие, пропускная способность сети падает. Не исключен случай, когда пропускная способность может упасть до нуля. Но даже в сети где средняя нагрузка не превышает рекомендованную (30-40% от общей полосы пропускания), скорость передачи составляет 70-80% от номинальной.

Однако в настоящее время данная проблемка практически решена, ввиду того, что разработаны устройства, способные разделять потоки данных между теми писишниками, для которых эти данные предназначаются. Другими словами, трафик между портами, подключенными к передающему и принимающему сетевым адаптерам, изолируется от других портов и адаптеров. Такие устройства называются коммутаторами (switch).

Существуют различные реализации данной технологии -Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, которые могут обеспечивать скорость передачи данных 10, 100 и 1000 Мбит/с соответственно.

Стандарт IЕЕЕ 802.3 содержит несколько спецификаций, отличающихся топологией и типом используемого кабеля. К примеру, 10 BASE-5 использует толстый коаксиальный кабель, 10 BASE-2 — тонкий, а 10 BASE-F, 10 BASE-FB, 10 BASE-FL и FOIRL используют оптический кабель. Наиболее популярна спецификация IEЕЕ 802.3 100BASE-TX, в которой для организации сети используется кабель на основе неэкранированных витых пар с разъемами RJ-45.

Реализации сети Ethernet

Перечисленные выше спецификации Ethernet можно описать следующим образом. Первое число в имени спецификации, указывает максимально возможную скорость передачи данных. Например «10» обозначает скорость передачи сигнала 10 Мбит/с. «Base», означает использование в стандарте Baseband-технологии {baseband— это узкополосная передача). При таком способе передачи данных по кабелю каждый бит данных кодируется отдельным электрическим или световым импульсом. При этом весь кабель используется в качестве 1-го канала связи, т.е. одновременная передача 2-х сигналов невозможна.

Первоначально последняя секция в названии спецификации предназначалась для отображения максимальной длины кабельного сегмента (без концентраторов и коммутаторов) в сотнях метров. Однако для удобства и более полного определения сути стандарта в его названии цифры были заменены буквами Т и F. Где Т обозначает twistedpair— витую пару, a F обозначает оптоволокно.

Таким образом, в настоящее время можно встретить сети, основанные на следующих спецификациях:

• 10Base-2 — 10 МГц Ethernet на коаксиальном кабеле с сопротивлением 50 Ом, baseband. 10Base-2 известен как «тонкий Ethernet»;
• 10Base-5 — 10MHzEthernetна стандартном (толстом) коаксильном кабеле с сопротивлением 50 Ом, baseband;
• 10Base-T — 10MHz Ethernet по кабелю витая пара;
• 100 Base-TX — 100MHz Ethernet по кабелю витая пара.

Весьма существенным преимуществом различных вариантов Ethernet является обоюдная совместимость, которая позволяет юзать их совместно в одной сети, в ряде случаев даже не изменяя существующую кабельную систему.

Технические моменты

Основные отличия этих форматов:

• У локальной группы есть ограничение на количество клиентов, а также территория, у глобальной нет.
• Порты имеют разные протоколы передачи данных: Ethernet и 802.11 для локальных и PPP, HDLC, Frame Relay для внешних.
• Первый тип помогает создать внутреннюю сеть, WAN используется для глобального подключения пользователей.

Пользователь должен знать, в чем разница между этими портами, при подключении домашнего маршрутизатора к Интернету. Помните, что вам понадобится розетка LAN для подключения компьютеров, если их больше, а WAN позволяет принимать сигнал от провайдера.

Что такое Ethernet?

Ethernet – это технология соединения, соединяющая несколько устройств в WAN (глобальная сеть) или LAN (локальная сеть). Он устанавливает мост между WAN и LAN для соединения различных устройств, таких как ноутбуки, с принтерами в домах, зданиях или колониях. Ethernet предоставляет информацию о том, как форматировать или передавать данные, чтобы устройства могли идентифицировать, получать и обрабатывать информацию.

Это замкнутая проводка, которая служит средством передачи данных. Ethernet контролирует процесс передачи данных через LAN. По сравнению с технологией LAN, Ethernet может легко охватывать большие территории (географически), и он менее уязвим для сбоев. Кроме того, Ethernet также обеспечивает более высокий уровень контроля и безопасности сети, чем другие проводные технологии. Следовательно, Ethernet затрудняет проникновение посторонних в сеть.

Технология DLNA

Если ваш телевизор более старый и не поддерживает технологию Smart TV, скорее всего, у него все еще есть разъем LAN. Я объясню зачем тебе это нужно.

Помимо доступа в Интернет, вы также можете настроить доступ к своей домашней сети. Допустим, у вас дома есть медиа-сервер. Я имею в виду компьютер, на котором хранится много мультимедийной информации (фильмы, музыка). Правильно настроив домашнюю сеть, мы можем убедиться, что телевизор может получить доступ к папкам с содержимым этого медиа-сервера.

Такая процедура поможет нам смотреть фильмы и музыку, скачанные из Интернета через посредника (медиасервер) на ТВ).

Очевидно, нам понадобится разъем LAN для подключения телевизора к сети. То есть, даже если телевизор нельзя подключить к Интернету, наличие сетевого разъема все равно оправдано.

Каковы ограничения

Это ещё не все навороты: у него есть несколько недостатков.

Главный недостаток заключается в том, что он предназначен для сетей с устройствами, подключёнными на небольшом расстоянии. Для компании было бы непрактично использовать его для подключения устройств, которые находятся далеко за пределами их офисов, например, на парковке, потому что вам нужно будет проложить физический кабель к устройствам, которые вы хотите подключить к сети.

Скорость соединения Ethernet зависит от того, сколько трафика проходит по сети. Многие люди, использующие одну и ту же сеть одновременно, могут снизить скорость.

Подключаем ТВ Самсунг

Обратите внимание: прямое подключение от поставщика услуг к телевизору Samsung функционировать не будет. Через маршрутизатор или модемное устройство соединение выполняется при любом способе подключения

Перед выполнением настроек параметров обязательно выполняем проверку работоспособность устройства. Заходим при помощи пульта в основное меню телевизора. Здесь нас будет интересовать категория «Настройка». В подразделе, который называется «Общие» открываем «Сеть». Теперь нужно выбрать проводное соединение. Для этого выполняем подключение патч-корда к порту LAN на ТВ-устройстве. Другой конец нужно соединить телевизор с модемным устройством либо маршрутизатором. После того как вы выберете в меню кабельное подключение, система самостоятельно определит, возможно ли такое соединение. Настройки поставщика услуг поступят на ТВ-оборудование в автоматическом режиме. Если подключение было успешно завершено, подтверждаем выполненные действия, нажав «ОК».

Теперь рассмотрим алгоритм действий для настройки соединения по вай-фай:

• В главном меню находим сетевые настройки.
• Выбираем беспроводной тип подключения.
• Перед вами откроется список доступных сетей. Если вашей локальной сети в этом перечне нет, нажимаем «Обновить».
• В обновленном списке находим и выбираем свою сеть.
• При помощи пульта подтверждаем действия, нажав «ОК».
• Теперь нужно воспользоваться экранной клавиатурой, чтобы вписать ключ доступа.
• Далее жмем «Готово».
• Телеприемник самостоятельно выполнит правильность введенных данных и произведет автонастройки сети.

Если пользователь выполнил все действия корректно, можно выходить в интернет.

Подключение

Рассмотрим настройки WAN более подробно. Прежде всего, вам необходимо подключить роутер к сети. Для этого используйте обычный сетевой кабель, идущий в комплекте с роутером. После этого вам потребуется:

• Откройте окно любого интернет-браузера и введите IP-адрес роутера в адресной строке. Чтобы узнать, достаточно уточнить модель роутера. К тому же нужный адрес очень часто указывается на упаковке с роутером. Если нигде данных нет, нужно посмотреть инструкцию роутера.
• Подождите, пока страница загрузится.
• Включите устройства и дождитесь полной зарядки компьютера.
• Подключите один конец кабеля (обычно синий) к маршрутизатору (к разъему LAN), а другой – к сетевой карте вашего ноутбука или ПК.
• Нажмите клавишу «Ввод».

Далее необходимо произвести некоторые другие манипуляции для подключения WAN.

Коммутируемый Ethernet

На сегодняшний день это наиболее оптимальная альтернатива, которая полностью исключает возможность появления коллизий и связанных с ними проблем.

Суть коммутируемого Ethernet в том, что вместо хаба используется свич (коммутатор) – устройство, которое работает на канальном уровне и обладает полносвязной топологией, что обеспечивает соединение всех портов друг с другом напрямую по технологии точка-точка.

Таблицы коммутации есть в каждом таком устройстве. Они описывают, какие компьютеры к какому порту свича подключены. Чтобы узнать MAC-адреса, используется алгоритм обратного обучения, а для передачи данных – алгоритм прозрачного моста.

Простейшая таблица коммутации:

Таблица коммутации

Алгоритм обратного обучения работает таким образом:

1. коммутатор принимает кадры;
2. анализирует заголовок;
3. извлекает из него адрес отправителя.

Таким образом, к определенному порту подключен компьютер с конкретным MAC-адресом.

Прозрачный мост не требует настройки и так назван за счет того, что он не заметен для сетевых устройств (у него нет своего MAC-адреса). Коммутатор принимает кадр, анализирует заголовок, извлекает из него адрес получателя и сопоставляет его с таблицей коммутации, определяя порт, к которому подключено устройство. Таким образом, кадр передается на конкретный порт получателя, а не на все порты, как в случае с концентратором. Если же адрес не найден в таблице, коммутатор работает так же, как и хаб.

Технология Ethernet

Ethernet — на нем основаны большинство сетей в наше время. Есть большое количество технологий, позволяющих соединить компьютеры в сеть. Каждая из них была разработана в разное время и предназначена для решения определенной задачи.

Технология Ethernet охватывает сразу два нижних уровня модели OSI. Физический и канальный уровни. Далее будем говорить только о физическом уровне модели OSI, то есть о том, как передаются биты данных между двумя соседними устройствами.

В настоящее время для построения локальных сетей используют технологию FastEthernet, которая является новой реализацией технологии Ethernet.

Ethernet или Wi-Fi: Основные различия

Вплоть до нескольких лет назад выбор был очень прост. Ethernet, который гораздо быстрее, требует прокладки проводов и, после выбора места для роутера и компьютера, вы становитесь к этому месту привязанными.

Беспроводной Интернет, с другой стороны, работал медленнее и с большими задержками (пингом). Но в случае Wi-Fi вам нужно было протянуть кабель только к роутеру, а пользоваться интернетом можно в любом месте дома, ограничивая вас только качеством сигнала. Поэтому так много точек доступа можно найти на улице даже в самых неожиданных местах.

Это был выбор: скорость против удобства. В результате, они часто рассматриваются как взаимодополняющие, а не противостоящие, технологии. С некоторыми изменениями в последние несколько лет, это уже не столь однозначно.

Безопасность Wi-Fi и Ethernet

Безопасность является еще одним важным фактором в сравнении Wi-Fi и Ethernet.

Доступ к Ethernet сети может получить только устройство, физически подключенное к ней. Перехватить данные теоретически возможно, для безопасного использования сети необходимо пользоваться брандмауэрами.

В ситуации с Wi-Fi данные передаются по воздуху. При использовании открытых сетей (например в кафе) все ваши передаваемые данные могут быть перехвачены злоумышленником, включая ваши персональные данные и данные входа на сайты.

В большинстве Wi-Fi сетей включено шифрование передаваемых от устройства к роутеру данных. Но стойкость шифра зависит от выбранного в настройках шифрования. Большинство роутеров предлагают широкий спектр алгоритмов шифрования. На данный момент WEP шифрование считается ненадежным. Шифрование WPA2-PSK — это наиболее безопасный и предпочитаемых вариант.

Так же для защиты Wi-Fi сети не стоит забывать сменить логин и пароль на админ-панели роутера. Логин и пароль по-умолчанию общеизвестен и может быть использован для доступа к вашей беспроводной сети.

Умным зданиям и производству тоже нужен Ethernet

В системах контроля и управления зданиями, на производстве, используется множество простых устройств — датчики для детектирования света, тепла, движения, задымления, влажности и давления, механизмы для активации и контроля выключателей, запирающих устройств, сигнализации и т.п. Используемые элементы управления, датчики, системы и устройства собирательно называют «операционными технологиями» (Operational Technology, OT).

Для их подключения традиционно использовались различные коммуникационные протоколы и технологии полевой шины, такие, как Modbus для систем кондиционирования, BACnet для контроля доступа и LonWorks для освещения. Из-за фрагментации сети ранее требовалось использовать шлюзы для преобразования протоколов при создании единой системы автоматизации здания. Это усложняло реализацию сложных систем управления зданиями.

Хотя однопарный Ethernet — «тоже Ethernet», разъемы для него радикально отличаются от привычного RJ-45

ИТ-сети унифицированы, но использующийся в них протокол Ethernet для операционных технологий по разным причинам (историческим, технологическим и, в конце концов, он был слишком дорог для соединения датчиков) широкого распространения не получил.

Решением стали стандарты однопарного Ethernet (Single-Pair Ethernet, SPE), их применение устраняет многие из проблем, для решения которых разрабатывались специфические коммуникационные протоколы — передача на большие расстояния, обеспечение питания, поддержка нескольких отводов и т.п. Подключение конечных устройств с помощью Ethernet обеспечивает множество преимуществ, таких, как прямой доступ к контролируемым системам, простое обслуживание, совместимость различных систем.

Что дает SPE

«Продление» сети Ethernet до датчиков устраняет необходимость в дополнительных шлюзах и упрощает автоматизацию зданий благодаря использованию одного общего протокола.

Однопарные кабели дешевле и легче, что упрощает их прокладку, а быстрая и простая установка снижает трудозатраты. Облегчает этот процесс и поддержка PoDL.

Высокая пропускная способность по сравнению с существующими сетями полевых шин повышает гибкость при реализации дополнительных функций.

Кабель 10Base-T1L с дальностью передачи 1000 м. в ряде случаев способен заменить более дорогие оптические кабели.

Однопарный Ethernet позволяет подключить все устройства в общую локальную сеть здания. Традиционно за информационные и операционные технологии отвечают различные подразделения, однако расширение сферы использования Ethernet в конечном итоге приведет к конвергенции ИТ и ОТ, как это произошло с сетями передачи голоса и данных.

IPv6

Адрес можно добавить на тот же интерфейс, что и IPv4, новый создавать не нужно.

На нашей площадке используется универсальный шлюз .

CentOS

Для работы с IPv6 необходимо добавить следующие директивы в конфигурационный файл :

NETWORKING_IPV6=yes
IPV6_DEFAULTDEV=eth0
IPV6_DEFAULTGW=fe80::1

• NETWORKING_IPV6 — включаем поддержку IPV6.
• IPV6_DEFAULTDEV — интерфейс по умолчанию.
• IPV6_DEFAULTGW — gateway по умолчанию.

IP-адрес назначается в конфигурационном файле :

IPV6INIT=yes
IPV6ADDR=2a0a:2b40::4:1701/64

Debian/Ubuntu

IP-адрес добавляется на интерфейс в файле :

iface eth0 inet6 static
address 2a0a:2b40::4:16d1
netmask 64
gateway fe80::1

Ubuntu 16.04 LTS

От других систем семейства отличается имя интерфейса, вместо eth0 – ens3.

iface ens3 inet6 static
address 2a0a:2b40::4:16d1
netmask 64
gateway fe80::1

Ubuntu 18.04 LTS

В файл нужно добавить:

addresses:
            - 2a0a:2b40:fa:a31::/64
gateway6: fe80::1

И применить изменения командой netplan apply.

Физический и канальный уровни

Технология Ethernet включает физический и канальный уровни модели взаимодействия открытых систем OSI. На физическом уровне технология Ethernet содержит описание передачи сигналов по трём типам кабелей коаксиал, медный кабель и оптоволокно. 

На канальном уровне содержится методы доступа и протоколы, эти методы и доступы работают одинаково независимо от того какой кабель используется для передачи данных, медный или оптический. 

На канальном уровне для передачи данных используются кадры. В Ethernet есть три формата кадров: 

• Первый вариант — экспериментальная реализация Ethernet в Хerox, сейчас он почти не используется 
• Ethernet 2 — это индустриальный стандарт трех компаний Хerox, DEC и Intel. 
• Юридический стандарт IEEE 802.3, принимался долго и к тому времени когда его приняли применялось много оборудования, которые используют формат кадра Ethernet 2, поэтому Ethernet 2 популярнее. 

Формат кадра Ethernet

Состоит из трех частей, заголовок, данные и концевик. Заголовок содержит адрес компьютера получателя и адрес компьютера отправителя. В поле тип содержится код протокола от которого получены данные. Например, 0800 данные получены от протокола Ip версия 4; 0806 данные получены от протокола ARP; 86DD данные получены от протокола Ip версия 6. С помощью этого поля получатель сможет понять, что делать с данными, которые находятся внутри кадра Ethernet. К какому протоколу следующего уровня передавать эти данные для обработки. 

Поле концевик используется для проверки корректности доставки данных. В Ethernet используется просто контрольная сумма, при получении кадра получатель рассчитывает контрольную сумму и проверяет, совпадает она с той которая находится в концевике или не совпадает. Если совпадает, то кадр обрабатывается, если нет то кадр отбрасывается. При этом получатель никак не уведомляет отправителя, что он отбросил кадр. Считается, что в проводной среде ошибки происходят редко и если они произойдут, то могут быть обработаны протоколами вышестоящих уровней OSI. 

Поле данные кадра Ethernet содержит данные которые получены от протокола вышестоящего уровня. У этого поля есть два ограничения по длине, сверху и снизу. Максимальная длина может быть 1500 байт, это произвольное ограничение которые выбрали разработчики Ethernet. Это мало, но есть дополнительные стандарты которые позволяют отправлять кадры большего размера, которые называются JumboFrame и размер их до 9000 байт. Другое ограничение — минимальная длина должна быть 46 байт. Это ограничение вызвано технологиями Ethernet обнаружением коллизий. 

Виды Ethernet

Первым появился классический Ethernet в 1973 г. Он применял разделяемую среду в виде коаксиального кабеля, который прокладывали от одного ПК к другому. Впоследствии, коаксиал заменили на концентратор. В сетях данного типа, есть вероятность возникновения коллизий. Для устранения коллизий, применяется метод CSMA/CD. 

Плохая масштабируемость это изъян сети. Если в сети чересчур много ПК или им часто приходится передать данные, то основная часть времени затрачивается на коллизии и борьбу за доступ к среде, а не на передачу информации. 

Информация, которая передаётся по разделяемой среде, доступна и другим ПК. Следовательно, безопасность классического изернет достаточно низкая. 

Концентратор и коммутатор

Технология которая появилась в 1995 году и используется до сих пор — это коммутируемый Ethernet. Чтобы искоренить недостатки классического изернета, приняли решение абсолютно отказаться от разделяемой среды. Вместо неё применять соединение “точка-точка”, так чтобы не возникало коллизий. И для этого придумали и создали новый вид сетевых устройств — коммутаторы.

Внешне концентратор похож на коммутатор. Говоря простым языком, это коробочки, у которых есть порты для подключения сетевых кабелей. Однако внутренне, коммутаторы и концентраторы глобально различаются. 

Топологию “общая шина” использует концентратор, где внутри, все порты соединены друг с другом. Концентратор трудится на физическом уровне. Он отправляет электрические сигналы, поступающие на один порт, на все оставшиеся порты. 

Внутри коммутатора полносвязная топология, обеспечивающая объединение всех портов напрямую, с помощью технологии “точка-точка”. Коммутатор действует на канальном уровне, а это значит, что он, проводит анализ заголовка канального уровня, получает оттуда адрес принимающей стороны и передает информацию только на тот порт, к которому подключен получатель, в отличии от концентратора, который передаёт данные на все порты. 

Вывод

Ethernet — это сетевая технология, которая соединяет устройства в локальной или глобальной сети. Он может появиться в самых разных местах, от домов до корпоративных офисов и больниц. Где в одной сети есть несколько устройств, которые хотят общаться друг с другом.

Он обеспечивает надёжное и стабильное соединение, в отличие от беспроводной технологии. Которая подвержена помехам и может быть нестабильной в зависимости от вашего расстояния до маршрутизатора. Однако, чтобы использовать Ethernet, вам необходимо подключить к устройству кабель. Сегодня это непрактично для многих современных устройств, поддерживающих только беспроводную технологию.

Похожие записи:

Что такое wi-fi: стандарты, ширина канала, mimo и beamforming Стандарт wi-fi 6 поколения Wan Будьте всегда в настроениичто значит включить wmm Руководство по беспроводным соединителям Проверка уровня wifi сигнала: почему это так важно?