छोटों के लिए ईथरनेट भौतिकी

• टक्कर डोमेन क्या है?
• ईथरनेट के लिए कितने जोड़े का उपयोग किया जाता है और क्यों?
• कौन से जोड़े प्राप्त कर रहे हैं, और किस संचरण द्वारा?
• नेटवर्क सेगमेंट की लंबाई क्या है?
• एक फ्रेम एक निश्चित आकार से छोटा क्यों नहीं हो सकता है?

यदि आप इन सवालों के जवाब नहीं जानते हैं, लेकिन आलस्य के विषय पर मानकों और गंभीर साहित्य को पढ़ने के लिए - कृपया, बिल्ली के नीचे।


किसी का मानना ​​है कि ये स्पष्ट चीजें हैं, अन्य कहेंगे कि एक उबाऊ और अनावश्यक सिद्धांत। फिर भी, साक्षात्कार के दौरान आप समय-समय पर इसी तरह के सवाल सुन सकते हैं। मेरी राय: नीचे क्या चर्चा की जाएगी, यह सभी को पता होना चाहिए कि "समेटना" 8P8C (इस कनेक्टर को आमतौर पर गलती से आरजे -45 कहा जाता है ) को चुनना है। मैं अकादमिक गहराई का ढोंग नहीं करता, मैं सूत्र और तालिकाओं से परहेज करूंगा, हम लीनियर कोडिंग ओवरबोर्ड भी छोड़ देंगे। यह मुख्य रूप से तांबे के तारों के बारे में होगा, प्रकाशिकी नहीं, क्योंकि वे रोजमर्रा की जिंदगी में अधिक व्यापक हैं।

ईथरनेट तकनीक ओएसआई मॉडल के दो निचले स्तरों का तुरंत वर्णन करती है। भौतिक और चैनल। आगे हम केवल भौतिक के बारे में बात करेंगे, अर्थात्। दो पड़ोसी उपकरणों के बीच बिट्स कैसे संचरित होते हैं।

ईथरनेट तकनीक जेरोक्स PARC की समृद्ध विरासत का हिस्सा है। ईथरनेट के पहले संस्करणों में संचरण माध्यम के रूप में एक समाक्षीय केबल का उपयोग किया गया था, लेकिन समय के साथ यह पूरी तरह से ऑप्टिकल फाइबर और मुड़ जोड़ी द्वारा बदल दिया गया था। हालांकि, यह समझना महत्वपूर्ण है कि समाक्षीय केबल के उपयोग ने मोटे तौर पर ईथरनेट के सिद्धांतों को निर्धारित किया है। तथ्य यह है कि समाक्षीय केबल एक साझा संचरण माध्यम है। साझा पर्यावरण की एक महत्वपूर्ण विशेषता: कई इंटरफेस एक ही समय में इसका उपयोग कर सकते हैं, लेकिन किसी भी एक समय में केवल एक ही संचारित होना चाहिए। एक समाक्षीय केबल का उपयोग करके, आप सक्रिय उपकरणों के उपयोग के बिना न केवल 2 कंप्यूटरों को एक-दूसरे से जोड़ सकते हैं, बल्कि दो से अधिक भी जोड़ सकते हैं। इस टोपोलॉजी को बस कहा जाता है। हालांकि, यदि एक ही बस में कम से कम दो नोड एक साथ जानकारी संचारित करना शुरू करते हैं, तो उनके सिग्नल ओवरलैप हो जाएंगे और अन्य नोड के रिसीवर को कुछ भी समझ में नहीं आएगा। इस स्थिति को टकराव कहा जाता है, और नेटवर्क का वह हिस्सा जिसमें नोड्स एक सामान्य संचरण माध्यम के लिए प्रतिस्पर्धा करते हैं, टकराव डोमेन कहलाता है। एक टकराव को पहचानने के लिए, संचारण नोड निरंतर माध्यम में संकेतों की निगरानी करता है और यदि इसका स्वयं प्रेषित संकेत अवलोकन से अलग है, तो टकराव रिकॉर्ड किया जाता है। इस स्थिति में, सभी नोड्स एक यादृच्छिक समय के बाद ट्रांसमिशन को प्रसारित करना और फिर से शुरू करना बंद कर देते हैं।

टकराव डोमेन व्यास और न्यूनतम फ्रेम आकार

अब कल्पना करें कि क्या होगा अगर, चित्र में दिखाए गए नेटवर्क में, ए और सी एक साथ प्रसारण शुरू करते हैं, लेकिन एक दूसरे के संकेत प्राप्त करने से पहले इसे खत्म करने का समय है। यह पर्याप्त रूप से कम प्रेषित संदेश और पर्याप्त रूप से लंबी केबल के साथ संभव है, क्योंकि, जैसा कि हम स्कूल के पाठ्यक्रम से जानते हैं, सबसे अच्छे मामले में किसी भी सिग्नल की प्रसार गति C = 3 * 10 ⁸ m / s है। क्योंकि ट्रांसमिटिंग नोड्स में से प्रत्येक को एक काउंटर सिग्नल प्राप्त होगा इसके बाद ही वह अपने संदेश को प्रसारित करना समाप्त कर चुका है - यह तथ्य कि टकराव हुआ है, उनमें से किसी के द्वारा स्थापित नहीं किया जाएगा, जिसका अर्थ है कि फ़्रेम का कोई पुन: प्रसारण नहीं होगा। लेकिन इनपुट पर नोड बी संकेतों का योग प्राप्त करेगा और उनमें से किसी को भी सही ढंग से प्राप्त करने में सक्षम नहीं होगा। इस स्थिति को होने से रोकने के लिए, टकराव डोमेन के आकार और न्यूनतम फ्रेम आकार को सीमित करना आवश्यक है। यह अनुमान लगाना मुश्किल नहीं है कि ये मात्राएं एक-दूसरे के सीधे आनुपातिक हैं। यदि प्रेषित जानकारी की मात्रा न्यूनतम फ्रेम तक नहीं पहुंचती है, तो यह विशेष पैड फ़ील्ड के कारण बढ़ जाती है, जिसका नाम प्लेसहोल्डर के रूप में अनुवादित किया जा सकता है।

इस प्रकार, नेटवर्क सेगमेंट का संभावित आकार जितना बड़ा होगा, डेटा के छोटे हिस्से को स्थानांतरित करने में उतना ही अधिक लगेगा। ईथरनेट प्रौद्योगिकी के डेवलपर्स को इन दो मापदंडों के बीच एक मध्य जमीन ढूंढनी थी, और न्यूनतम फ्रेम आकार 64 बाइट्स के लिए सेट किया गया था।

मुड़ जोड़ी और द्वैध संचालन

एक ट्रांसमिशन माध्यम के रूप में मुड़ जोड़ी एक समाक्षीय केबल से भिन्न होती है कि यह केवल दो नोड्स को जोड़ सकती है और विभिन्न दिशाओं में जानकारी संचारित करने के लिए अलग-अलग मीडिया का उपयोग करती है। एक जोड़ी का उपयोग ट्रांसमिशन (1.2 पिन, आमतौर पर नारंगी और सफेद-नारंगी तारों) और रिसेप्शन के लिए एक जोड़ी (3.6 पिन, आमतौर पर हरे और सफेद-हरे तारों) के लिए किया जाता है। सक्रिय नेटवर्क उपकरण पर, इसके विपरीत। यह नोटिस करना मुश्किल नहीं है कि संपर्कों की केंद्रीय जोड़ी गायब है: 4, 5. यह जोड़ी विशेष रूप से मुक्त छोड़ दी गई थी, यदि आप RJ11 को एक ही सॉकेट में सम्मिलित करते हैं, तो यह सिर्फ मुफ्त संपर्क करेगा। इस प्रकार, एक केबल और एक सॉकेट का उपयोग लैन के लिए किया जा सकता है और, उदाहरण के लिए, एक टेलीफोन। केबल में जोड़े इस तरह से चुने जाते हैं कि एक दूसरे पर संकेतों के पारस्परिक प्रभाव को कम करते हैं और संचार की गुणवत्ता में सुधार करते हैं। एक जोड़ी के तारों को एक साथ घुमाया जाता है ताकि एक जोड़ी में दोनों तारों पर बाहरी हस्तक्षेप का प्रभाव लगभग समान हो।
एक ही प्रकार के दो उपकरणों को जोड़ने के लिए, उदाहरण के लिए, दो कंप्यूटर, एक तथाकथित क्रॉसओवर केबल का उपयोग किया जाता है , जिसमें एक जोड़ी एक तरफ 1.2 और दूसरी तरफ 3.6 के संपर्कों को जोड़ती है, और दूसरी इसके विपरीत: एक तरफ के 3.6 संपर्क और 1 , 2 अन्य। रिसीवर को ट्रांसमीटर से जोड़ने के लिए यह आवश्यक है, यदि आप डायरेक्ट केबल का उपयोग करते हैं, तो आपको रिसीवर-रिसीवर, ट्रांसमीटर-ट्रांसमीटर मिलता है। हालाँकि अब यह तभी मायने रखता है जब आप कुछ पुरातन उपकरणों के साथ काम करें, क्योंकि लगभग सभी आधुनिक उपकरण ऑटो-एमडीएक्स का समर्थन करते हैं - एक ऐसी तकनीक जो इंटरफ़ेस को स्वचालित रूप से यह निर्धारित करने की अनुमति देती है कि कौन सी जोड़ी रिसेप्शन और कौन सी ट्रांसमिशन।

सवाल उठता है: यदि कोई साझा माध्यम नहीं है तो ट्विस्टेड जोड़ी पर ईथरनेट सेगमेंट की लंबाई पर प्रतिबंध कहां से आता है? बात यह है कि, पहले नेटवर्क को ट्विस्टेड पेयर में बनाया गया था। एक हब (दूसरे शब्दों में, एक मल्टी-इनपुट रिपीटर) एक उपकरण है जिसमें कई ईथरनेट पोर्ट होते हैं और प्राप्त पैकेट को सभी पोर्टों में अनुवाद करता है, सिवाय इसके कि यह पैकेट कहां से आया। इस प्रकार, यदि हब ने एक ही बार में दो बंदरगाहों से संकेत प्राप्त करना शुरू कर दिया, तो उसे नहीं पता था कि दूसरे बंदरगाहों को क्या प्रसारित करना है, यह एक टकराव था। ऑप्टिक्स (10Base-FL) का उपयोग करके पहले ईथरनेट नेटवर्क के लिए भी यही सच था।

फिर 4-जोड़ी केबल का उपयोग क्यों करें यदि 4 में से केवल 4 जोड़े का उपयोग किया जाता है? एक वाजिब सवाल, और यहाँ ऐसा करने के कुछ कारण दिए गए हैं:

• 4-जोड़ी केबल 2-जोड़ी केबल की तुलना में यांत्रिक रूप से अधिक विश्वसनीय है।
• गिगाबिट ईथरनेट या 100BaseT4 पर स्विच करने पर 4-जोड़ी केबल को बदलना नहीं पड़ता है, जो पहले से ही सभी 4 जोड़े का उपयोग करते हैं
• यदि एक जोड़ी टूट गई है, तो आप इसके बजाय एक मुफ्त का उपयोग कर सकते हैं और केबल को स्थानांतरित नहीं कर सकते
• ईथरनेट प्रौद्योगिकी पर पावर का उपयोग करने की क्षमता

इसके बावजूद, व्यवहार में वे अक्सर 2-जोड़ी केबल का उपयोग करते हैं, 2 कंप्यूटरों को एक साथ एक 4-जोड़ी केबल से जोड़ते हैं, या फोन को जोड़ने के लिए नि: शुल्क जोड़े का उपयोग करते हैं।

गिगाबिट ईथरनेट

अपने पूर्ववर्तियों के विपरीत, गिगाबिट ईथरनेट हमेशा एक ही समय में ट्रांसमिशन के लिए सभी 4 जोड़े का उपयोग करता है। और एक ही बार में दो दिशाओं में। इसके अलावा, जानकारी हमेशा (0 और 1) के रूप में दो स्तरों से नहीं, बल्कि चार (00,01,10,11) से एन्कोडेड है। यानी प्रत्येक विशेष क्षण में वोल्टेज स्तर एक नहीं, बल्कि दो बिट्स को एक बार में एन्कोड करता है। यह 250 मेगाहर्ट्ज से 125 मेगाहर्ट्ज तक मॉडुलन आवृत्ति को कम करने के लिए किया जाता है। इसके अलावा, कोड रिडंडेंसी बनाने के लिए एक पांचवें स्तर को जोड़ा गया है। यह रिसेप्शन में त्रुटियों का सुधार संभव बनाता है। इस प्रकार की कोडिंग को पांच-स्तरीय पल्स-आयाम कोडिंग (PAM-5) कहा जाता है। इसके अलावा, रिसेप्शन और ट्रांसमिशन के लिए एक ही समय में सभी जोड़े का उपयोग करने के लिए, दूसरी तरफ प्रेषित सिग्नल प्राप्त करने के लिए नेटवर्क एडेप्टर सामान्य सिग्नल से अपने स्वयं के प्रेषित सिग्नल को घटाता है। इस प्रकार, पूर्ण-द्वैध मोड एक एकल चैनल पर लागू किया जाता है।

आगे और भी

10 गीगाबिट ईथरनेट प्रदाताओं द्वारा पहले से ही पूर्ण उपयोग में है, लेकिन एसओएचओ खंड में उपयोग नहीं किया गया है, क्योंकि स्पष्ट रूप से पर्याप्त गीगाबिट ईथरनेट है। वितरण माध्यम के रूप में 10GBE सिंगल और मल्टीमोड फाइबर का उपयोग करता है, जिसमें तरंगदैर्ध्य-विभाजन मल्टीप्लेक्सिंग के साथ, एक InfiniBand कनेक्टर के साथ कॉपर केबल के साथ-साथ 10GBASE-T या IEEE 802.3an-2006 मानक में मुड़-जोड़ी केबल है।

40 गीगाबिट ईथरनेट (या 40 जीबी ) और 100 गीगाबिट ईथरनेट (या 100 जीबी )। इन मानकों का विकास जुलाई 2010 में पूरा हुआ। फिलहाल, सिस्को, जुनिपर नेटवर्क और हुआवेई जैसे नेटवर्क उपकरणों के अग्रणी निर्माता पहले से ही इन तकनीकों का समर्थन करने वाले पहले राउटर के विकास और उत्पादन में लगे हुए हैं।

अंत में, यह होनहार टेराबिट ईथरनेट तकनीक का उल्लेख करने योग्य है। बॉब मेटकाफ, निर्माता ने सुझाव दिया कि प्रौद्योगिकी को 2015 तक विकसित किया जाएगा, और यह भी कहा जाएगा:

ईथरनेट 1 टीबी / एस को लागू करने के लिए, कई सीमाओं को दूर करने की आवश्यकता है, जिसमें 1550-नैनोमीटर लेजर और 15 गीगाहर्ट्ज मॉड्यूलेशन शामिल हैं। भविष्य के नेटवर्क के लिए, नई मॉड्यूलेशन योजनाओं की आवश्यकता है, साथ ही साथ एक नया फाइबर, नया लेजर, सामान्य तौर पर, सब कुछ नया है

UPD : मुझे बताने के लिए Nickel3000 habrayuzer का धन्यवाद कि मैंने जो कनेक्टर RJ45 को अपना जीवन कहा है वह वास्तव में 8P8C है ।
UPD2 :: यह बताने के लिए उपयोगकर्ता Wott का धन्यवाद कि संपर्क 1,2,3 और 6 का उपयोग क्यों किया जाता है।