هر آنچه باید درباره اترنت بدانید

هر آنچه باید درباره اترنت (Ethernet) بدانید: از تاریخچه تا کابل‌ها و استانداردها

اترنت (Ethernet) نامی است که تقریباً همه ما هنگام صحبت در مورد اتصال به اینترنت با کابل شنیده‌ایم. اما اترنت دقیقاً چیست؟ چگونه کار می‌کند و چرا با وجود ظهور فناوری‌های بی‌سیم (Wireless) همچنان ستون فقرات شبکه‌های کامپیوتری در سراسر جهان است؟

این راهنمای جامع از آکادمی نُد، شما را با تمام جنبه‌های کلیدی اترنت، از تعریف و تاریخچه آن گرفته تا استانداردهای پیچیده و انواع کابل‌هایش، آشنا می‌کند.

اترنت (Ethernet) چیست؟ تعریف ساده

اترنت مجموعه‌ای از فناوری‌ها و پروتکل‌های استاندارد برای ایجاد و مدیریت شبکه‌های محلی سیمی (LANs) است. به زبان ساده‌تر، اترنت همان فناوری است که به کامپیوترها، پرینترها، سرورها و سایر دستگاه‌ها اجازه می‌دهد تا از طریق یک کابل فیزیکی به یکدیگر و به اینترنت متصل شوند.

این فناوری در لایه فیزیکی (لایه ۱) و لایه پیوند داده (لایه ۲) مدل OSI عمل می‌کند. این یعنی اترنت هم مشخصات فیزیکی کابل‌ها و سیگنال‌ها را تعیین می‌کند و هم نحوه قالب‌بندی داده‌ها برای انتقال در شبکه را مدیریت می‌نماید.

نگاهی کوتاه به تاریخچه اترنت (Ethernet)

داستان اترنت در دهه ۱۹۷۰ در مرکز تحقیقاتی Xerox PARC آغاز شد. رابرت متکالف (Robert Metcalfe) و همکارانش به دنبال راهی برای اتصال کامپیوترها به یکدیگر و به اولین پرینتر لیزری جهان بودند. طرح اولیه آن‌ها که “Alto Aloha Network” نام داشت، در سال ۱۹۷۳ متولد شد و بعدها به اترنت تغییر نام داد.

این فناوری در ابتدا با سرعت ۲.۹۴ مگابیت بر ثانیه کار می‌کرد. در سال ۱۹۸۳، موسسه مهندسان برق و الکترونیک (IEEE) استاندارد رسمی اترنت را با کد IEEE 802.3 منتشر کرد که راه را برای تولید انبوه و استفاده جهانی از آن هموار ساخت.

اترنت (Ethernet) چگونه کار می‌کند؟

عملکرد اترنت بر پایه یک مفهوم کلیدی به نام CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) بنا شده بود. این مکانیزم که در شبکه‌های قدیمی مبتنی بر هاب استفاده می‌شد، به صورت زیر عمل می‌کرد:

1. Carrier Sense (گوش دادن به خط): هر دستگاه قبل از ارسال داده، به کابل “گوش” می‌دهد تا مطمئن شود دستگاه دیگری در حال ارسال داده نیست.
2. Multiple Access (دسترسی چندگانه): همه دستگاه‌ها به یک رسانه مشترک (کابل) دسترسی دارند.
3. Collision Detection (تشخیص تصادم): اگر دو دستگاه همزمان شروع به ارسال داده کنند، “تصادم” یا “Collision” رخ می‌دهد. دستگاه‌ها این تصادم را تشخیص داده، ارسال را متوقف کرده و پس از یک مدت زمان تصادفی، دوباره تلاش می‌کنند.

نکته مهم: با ظهور سوئیچ‌های شبکه (Switches)، مکانیزم CSMA/CD تقریباً منسوخ شده است. سوئیچ‌ها با ایجاد یک کانال ارتباطی اختصاصی بین فرستنده و گیرنده، از بروز تصادم جلوگیری کرده و امکان ارتباط Full-Duplex (ارسال و دریافت همزمان) را فراهم می‌کنند که کارایی شبکه را به شدت افزایش داده است.

اجزای اصلی یک شبکه اترنت (Ethernet)

یک شبکه اترنت سیمی معمولی از اجزای زیر تشکیل شده است:

• کارت شبکه (NIC – Network Interface Card): قطعه‌ای سخت‌افزاری که در کامپیوتر یا هر دستگاه دیگری نصب می‌شود و دارای یک پورت اترنت (RJ-45) برای اتصال کابل است. هر کارت شبکه یک آدرس فیزیکی منحصر به فرد به نام آدرس MAC دارد.
• کابل اترنت (Ethernet Cable): کابل‌های زوج به هم تابیده (Twisted Pair) که وظیفه انتقال سیگنال‌های الکتریکی بین دستگاه‌ها را بر عهده دارند.
• دستگاه‌های مرکزی:
  • هاب (Hub): دستگاهی قدیمی و غیرهوشمند که سیگنال را به تمام پورت‌ها ارسال می‌کرد (منسوخ شده).
  • سوئیچ (Switch): دستگاهی هوشمند که داده‌ها را فقط به مقصد مشخص ارسال می‌کند و ستون فقرات شبکه‌های مدرن است.
  • روتر (Router): دستگاهی که شبکه‌های مختلف (مانند شبکه محلی شما و اینترنت) را به هم متصل کرده و ترافیک بین آن‌ها را مسیریابی می‌کند.
    

    پورت‌های اترنت (Ethernet)

    بسیاری از روترها و دستگاه‌های وای فای دارای تعداد محدودی پورت اترنت هستند. روترها نیز مانند کابل‌ها رتبه‌بندی‌های متفاوتی دارند. پورت‌های معمول از گیگابیت پشتیبانی می‌کنند مانند: روتر پورت‌های ۲.۵ گیگابیت بر ثانیه اما تعداد انگشت شماری از روترها از سرعت ۱۰ گیگابیت در ثانیه پشتیبانی می‌کنند. حداکثر سرعت داده معمولاً روی پورت روترها مشخص است.

    

    سوئیچ‌های اترنت (Ethernet)

    چه به پورت‌های بیشتری نیاز داشته باشید یا بخواهید کابل‌های اترنت را در اطراف خانه خود هدایت کنید، ممکن است به یک سوئیچ اترنت نیاز داشته باشید سوئیچ‌های اترنت در اندازه‌های مختلفی وجود دارند و به شما امکان می‌دهند یک کابل اترنت را از روتر خود و چندین کابل را به اتاق‌ها یا دستگاه‌های مختلف منتقل کنید.

    سوئیچ‌ها معمولاً به دو بخش مدیریتی یا غیر مدیریتی تقسیم می‌شوند. اگر می‌خواهید سرهم‌بندی کنید و می‌خواهید تنظیمات را پیکربندی و نظارت کنید، کانال‌ها و ترافیک را اولویت‌بندی کنید و احتمالاً ویژگی‌های امنیتی بیشتری دریافت کنید، گزینه مدیریتی را انتخاب کنید. سوئیچ‌های غیر مدیریتی  فقط به صورت پلاگین و بازی هستند، اما معمولا ارزان‌تر هستند و برای اکثر خانه‌ها خوب کار می‌کنند.

انواع کابل‌های اترنت (Ethernet): از Cat5 تا Cat8

کابل‌های اترنت در دسته‌بندی‌ها (Categories) یا “Cat” های مختلفی عرضه می‌شوند که هر کدام سرعت و پهنای باند متفاوتی را پشتیبانی می‌کنند.

نکته کاربردی: برای اکثر کاربردهای خانگی و اداری امروزی، کابل Cat6 یک انتخاب عالی و آینده‌نگرانه است.

استفاده از اترنت (Ethernet) در خانه

اجرای کابل‌های اترنت در اطراف خانه شما می‌تواند مزایای سرعت، ثبات و امنیت را ارائه دهد، اما اینکه چقدر انجام آن سخت است به ساخت منزل و تمایلتان برای سوراخ کردن دیوارها بستگی دارد. Wi-Fi بسیار ساده‌تر است، اما سرعتی که با Wi-Fi دریافت می‌کنید همیشه بسیار کمتر از سرعت واقعی ارائه دهنده خدمات اینترنت شما خواهد بود. با استفاده از کابل‌های اترنت، به حداکثر سرعت‌ها خواهید رسید.

کابل‌های که در اتاق‌های خانه یا شرکت کار می‌شوند برای اکثر افراد بسیار خراب شدنی هستند، اما هر کسی که سیستم شبکه سیمی دارد، باید کابل اترنت را از مسیر اصلی خود به اتصال‌ها تا روتر یا وای فای خود اجرا کند تا بهترین عملکرد را از سیستم خود داشته باشد در غیر این صورت، دستگاه گیرنده بی سیم از یکی از باندهای بی سیم برای ارسال ترافیک کمتر و بیشتر استفاده می‌کند و در این صورت پهنای باند موجود برای دستگاه‌ها را محدود و منجر به کاهش سرعت وای فای برای هر دستگاه متصل می‌شود.

حتی اگر از backhaul بی سیم استفاده می‌کنید، اگر یک پورت اترنت یدکی روی یک گره دارید، اغلب ارزش دارد که یک کابل اترنت را از آن به هر دستگاهی در اتاق اجرا کنید. تلویزیون‌های هوشمند، کنسول‌های بازی و رایانه‌ها معمولاً دارای پورت‌های اترنت هستند و اجرای کابل همیشه سرعت و پایداری بهتری نسبت به Wi-Fi دارد.

اگر مستاجرید یا نمی‌خواهید برای اجرای کابل‌ها در دیوار سوراخ ایجاد کنید، چند گزینه وجود دارد. اولین مورد استفاده از یک کابل اترنت طولانی و گیره‌های کابل چسبنده برای عبور سیم از فضای خود بدون نیاز به سوراخ کردن است. در اینجا چند گزینه دیگر وجود دارد؛

• آداپتورهای Powerline: آنها را به پریز برق وصل کنید تا سیگنال اینترنت را از سیم کشی برق خود عبور دهید. شما یک کابل اترنت را از یک طرف به روتر خود و کابل اترنت دیگر را به دستگاه یا سوئیچ خود در طرف دیگر متصل می‌کنید. اینها می‌توانند برای نقاط مشکل به خوبی کار کنند، اما خیلی به سیم کشی شما بستگی دارد.
• MoCA (Multimedia over Coax Alliance): اگر کابل‌های coaxial- که معمولاً برای ارسال سیگنال‌های ویدئویی برای تلویزیون‌ها استفاده می‌شود- در خانه خود نصب کرده‌اید، می‌توانید از آنها برای ارسال سیگنال اینترنت استفاده کنید. هنگامی که اترنت برای اولین بار توسعه یافت، از روی کابل‌های coaxial عبور کرد. درست مانند آداپتورهای Powerline، برای تغییر از اترنت به coaxial و برگشت به یک آداپتور در دو طرف نیاز دارید.

استفاده از وای فای در خانه

Wi-Fi هنوز هم احتمالا بهترین راه حل برای اکثر مردم است زیرا اتصال دستگاه‌ها بسیار آسان است. Wi-Fi 6، Wi-Fi 6E، و Wi-Fi 7 ، اتصالات با سرعت بسیار بالا را ممکن کرده اند و پهنای باند بیشتر از نیاز را برای کارهای معمولی مانند پخش ویدیو یا بازی آنلاین ارائه می‌دهند اگر Wi-Fi برای شما کار می‌کند،  به آن پایبند باشید، اما بیشتر مستعد تداخل و بی ثباتی است، بنابراین اگر به مشکل برخوردید، اترنت (Ethernet) را در نظر بگیرید. به هر حال، گاهی اوقات سیم کشی گزینه بهتری است.

همچنان بخوانید: آداپتور تبدیل کابل کواکس به اترنت چگونه کار می کند؟

استانداردهای سرعت اترنت (Ethernet)

فناوری اترنت در طول سال‌ها به طور چشمگیری تکامل یافته و سریع‌تر شده است:

• اترنت استاندارد (Standard Ethernet): سرعت ۱۰ مگابیت بر ثانیه (Mbps) – تقریباً منسوخ شده.
• اترنت سریع (Fast Ethernet): سرعت ۱۰۰ مگابیت بر ثانیه – هنوز در برخی دستگاه‌های قدیمی یافت می‌شود.
• اترنت گیابیتی (Gigabit Ethernet): سرعت ۱۰۰۰ مگابیت بر ثانیه یا ۱ گیگابیت بر ثانیه (Gbps) – استاندارد طلایی برای اکثر شبکه‌های امروزی.
• اترنت ۱۰ گیگابیتی (۱۰ Gigabit Ethernet): سرعت ۱۰ گیگابیت بر ثانیه – مورد استفاده در سرورها، دیتاسنترها و شبکه‌های حرفه‌ای.
• اترنت سریع‌تر: استانداردهای ۴۰، ۱۰۰، و حتی ۴۰۰ گیگابیت بر ثانیه نیز برای کاربردهای بسیار خاص و در مقیاس بزرگ وجود دارند.

مزایا و معایب اترنت (Ethernet)

مزایا ✅

• سرعت و پایداری: اترنت در مقایسه با Wi-Fi سرعت بالاتر، تأخیر (Latency) کمتر و پایداری بسیار بیشتری ارائه می‌دهد.
• امنیت: شبکه‌های سیمی به طور ذاتی امن‌تر از شبکه‌های بی‌سیم هستند، زیرا دسترسی فیزیکی به کابل برای نفوذ لازم است.
• هزینه: فناوری اترنت به طور گسترده در دسترس و نسبتاً ارزان است.
• سازگاری: به دلیل استانداردسازی گسترده (IEEE 802.3)، تجهیزات اترنت از تولیدکنندگان مختلف به خوبی با یکدیگر کار می‌کنند.

معایب ❌

• محدودیت فیزیکی: نیاز به کابل‌کشی دارد که می‌تواند هزینه‌بر و محدودکننده باشد.
• عدم تحرک: دستگاه‌ها به صورت فیزیکی به شبکه متصل هستند و قابلیت جابجایی ندارند.

نتیجه‌گیری: چرا اترنت (Ethernet) هنوز پادشاه است؟

با اینکه راحتی شبکه‌های بی‌سیم (Wi-Fi) غیرقابل انکار است، اما وقتی صحبت از سرعت، قابلیت اطمینان و امنیت به میان می‌آید، اترنت (Ethernet) همچنان انتخاب اول است. برای گیمینگ آنلاین، استریم ویدیو با کیفیت بالا، انتقال فایل‌های حجیم و هر کاربرد حرفه‌ای دیگری، یک اتصال اترنت سیمی تجربه‌ای بی‌رقیب را ارائه می‌دهد.

اترنت (Ethernet) از یک ایده ساده در دهه ۱۹۷۰ به یک استاندارد جهانی تبدیل شده است که زیربنای ارتباطات دیجیتال ما را تشکیل می‌دهد و با تکامل مداوم، همچنان نقشی حیاتی در آینده شبکه‌های کامپیوتری ایفا خواهد کرد.

معرفی محصول:

کابل شبکه CAT6a sftp نگزنس (طرح)

کابل شبکه cat6 sftp outdoor نگزنس (طرح ایرانی)

کابل شبکه Cat 6 SFTP لگراند تست فلوک به طول ۵۰۰ متر (طرح)