イーサネットは、世界の多くのローカルエリアネットワーク
数十年の間、イーサネットは、比較的安価で、合理的に高速で、非常に普及したLAN技術であることが証明されています。 このチュートリアルでは、イーサネットの基本機能と、それを家庭やビジネスネットワークでどのように利用できるかについて説明します。
イーサネットの歴史
エンジニアBob MetcalfeとDR Boggsは1972年からイーサネットを開発しました。IEEE 802.3仕様のもとで、1980年に業界標準が制定されました。 イーサネットの仕様では、低レベルのデータ伝送プロトコルが定義されており、カードやケーブルなどのイーサネット製品を製造するためにメーカーが知る必要のある技術的な詳細が記載されています。
イーサネット技術は、長い期間にわたって進化し、成熟してきました。 平均的な消費者は、一般に、既製のイーサネット製品を使用して設計されたものとして動作し、相互に作用することができます。
イーサネット技術
従来のイーサネットは、10 メガビット/秒（Mbps）の速度でデータ転送をサポートしています。 時間の経過と共にネットワークのパフォーマンスニーズが高まるにつれて、ファストイーサネットとギガビットイーサネットの追加のイーサネット仕様が作成されました。 ファストイーサネットは、従来のイーサネットパフォーマンスを最大100 Mbps、ギガビットイーサネットを最大1000 Mbpsのスピードに拡張します。 平均的なコンシューマーはまだ製品を入手できませんが、10ギガビットイーサネット（10,000 Mbps）も存在し、一部のビジネスネットワークやインターネットで使用されています2。
同様に、イーサネット（登録商標）ケーブルは、いくつかの標準仕様のいずれかに製造される。 現在使用されているカテゴリ5またはCAT5ケーブルで最も一般的なイーサネットケーブルは、従来型とファーストイーサネットの両方をサポートしています。 カテゴリ5e（CAT5e）およびCAT6ケーブルはギガビットイーサネットをサポートします。
イーサネットケーブルをコンピュータ（または他のネットワークデバイス）に接続するには、デバイスのイーサネットポートにケーブルを直接接続します。 イーサネットをサポートしないデバイスの中には、 USB-to-Ethernetアダプタなどのドングルを介してイーサネット接続をサポートするものもあります 。 イーサネットケーブルは、従来の電話で使用されていたRJ-45コネクタによく似たコネクタを使用します。
学生のために：OSIモデルでは、イーサネット技術は物理レイヤーとデータリンクレイヤーで動作します。レイヤー1とレイヤー2です。 イーサネットは一般的なすべてのネットワークプロトコルと上位プロトコル、主にTCP / IPをサポートしています 。
イーサネットのタイプ
多くの場合Thicknetと呼ばれる10Base5はイーサネット技術の最初の登場者でした。 業界は、10Base2 Thinnetが登場するまで、1980年代にThicknetを使用しました。 ThinnetはThicknetと比較してシンナー（5ミリメートル対10ミリメートル）の利点とより柔軟なケーブルを提供し、オフィスビルをイーサネット用に配線することを容易にしました。
しかし、従来のイーサネットの最も一般的な形態は10Base-Tでした。 10Base-Tケーブルは同軸ではなく非シールドツイストペア（UTP）配線を使用するため、10Base-TはThicknetまたはThinnetよりも優れた電気的特性を提供します。 10Base-Tは、光ファイバーケーブルのような選択肢よりもコスト効率が良いことも証明しています。
光ファイバネットワーク用の10Base-FL、10Base-FB、10Base-FP、 ブロードバンド （ケーブルテレビ）ケーブル用の10Broad36など、あまり知られていない数多くのイーサネット規格が存在します。 10Base-Tを含む上記のすべての伝統的な形式は、高速およびギガビットイーサネットによって時代遅れになっています。
ファストイーサネットの詳細
1990年代半ば、ファストイーサネット技術は成熟し、a）従来のイーサネットのパフォーマンスを向上させ、b）既存のイーサネットネットワークを完全に再配線する必要性を避けるという設計目標を達成しました。 ファストイーサネットには2つの主要な種類があります。
- 100Base-T（非シールドツイストペアケーブルを使用）
- 100Base-FX（光ファイバケーブル使用）
100Base-TX（カテゴリ5 UTP）、100Base-T2（カテゴリ3以上のUTP）、100Base-T4（100Base-T2ケーブルは2つの追加のUTPを含むように変更された100Base-Tです。ワイヤー対）。
ギガビットイーサネットについて
ファストイーサネットは従来のイーサネットを10メガビットから100メガビットの速度に改善しましたが、ギガビットイーサネットは1000メガビット（1ギガビット）の速度を提供することにより、ファストイーサネットよりも大幅に向上しました。 ギガビットイーサネットは、最初に光ケーブルや銅ケーブルで移動するように作られましたが、1000Base-T標準でもそれをサポートしています。 1000Base-Tは100 Mbpsイーサネットと同様のカテゴリ5ケーブルを使用しますが、ギガビットの速度を達成するには追加のワイヤペアを使用する必要があります。
イーサネットトポロジとプロトコル
従来のイーサネットはバストポロジを採用しています。つまり、ネットワーク上のすべてのデバイスまたはホストが同じ共有通信回線を使用します。 各デバイスは、 MACアドレスとも呼ばれるイーサネットアドレスを持っています 。 送信デバイスは、イーサネットアドレスを使用して、メッセージの受信者を指定します。
イーサネットを介して送信されるデータは、フレーム形式で存在します。 イーサネットフレームには、ヘッダー、データセクション、および合計長が1518バイト以下のフッターが含まれています。 イーサネットヘッダーには、意図した受信者と送信者の両方のアドレスが含まれています。
イーサネットを介して送信されたデータは、ネットワーク上のすべてのデバイスに自動的にブロードキャストされます。 イーサネット・アドレスとフレーム・ヘッダーのアドレスを比較することにより、各イーサネット・デバイスは各フレームをテストして、それが意図されているかどうかを判断し、必要に応じてフレームを読み取りまたは破棄します。 ネットワークアダプタは、この機能をハードウェアに組み込んでいます。
イーサネット（登録商標）上で送信したいデバイスは、まず、媒体が利用可能であるか、または送信が現在進行中であるかを判断するために予備チェックを実行する。 イーサネットが使用可能な場合、送信デバイスはワイヤに送信します。 ただし、2台のデバイスがほぼ同時にこのテストを実行し、両方が同時に送信される可能性があります。
設計上、パフォーマンスのトレードオフとして、イーサネット標準は複数の同時伝送を防止しません。 これらのいわゆる衝突は、発生したときに両方の送信を失敗させ、両方の送信デバイスが再送信することを必要とする。 イーサネットはランダムな遅延時間に基づくアルゴリズムを使用して、再送信間の適切な待機時間を決定します。 ネットワークアダプタは、このアルゴリズムも実装しています。
従来のイーサネットでは、ブロードキャスト、リッスン、および衝突の検出のためのこのプロトコルは、CSMA / CD（Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection）として知られています。 いくつかの新しいイーサネットはCSMA / CDを使用しません。 代わりに、いわゆる全二重イーサネットプロトコルを使用します。これは、ポイントツーポイントの同時送受信をサポートし、リッスンは必要ありません。
イーサネットデバイスの詳細
前述したように、イーサネットケーブルは手の届かないところにあり、その距離（100メートルという短い距離）は中規模および大規模なネットワーク設置をカバーするには不十分です。 イーサネットネットワーキングのリピータは、複数のケーブルを接続し、さらに遠くに配置することができるデバイスです。 ブリッジデバイスは、イーサネット（登録商標）を無線ネットワークなどの異なるタイプの別のネットワークに結合することができる。 リピータデバイスの1つの一般的なタイプはイーサネットハブです。 ハブと混同されることがある他のデバイスは、 スイッチやルータです。
イーサネットネットワークアダプタも複数の形式で存在します。 より新しいパーソナルコンピュータとゲーム機には、イーサネットアダプタが内蔵されています。 USB-イーサネット（登録商標） - イーサネット（登録商標）・アダプタおよびワイヤレス・イーサネット（登録商標）・アダプタも、より多くの新しいデバイスで動作するように構成することができる。
概要
イーサネットはインターネットの主要技術の1つです。 イーサネットは、その高齢化にもかかわらず、世界のローカルエリアネットワークの多くに電力を供給し続けており、今後も高性能ネットワーキングのニーズを満たすために絶えず改善しています。