Ethernet làm việc như thế nào

Trong thế giới thương mại ngày nay, việc truy cập thông tin một cách hiệu quả và đáng tin cậy đã trở thành định giá quan trọng để đạt được lợi thế cạnh tranh.

\"/\"

 
Trong thế giới thương mại ngày nay, việc truy cập thông tin một cách hiệu quả và đáng tin cậy đã trở thành định giá quan trọng để đạt được lợi thế cạnh tranh. Máy vi tính- loại máy mà có thể lưu trữ và quản lý thông tin điện tử, đã thay thế cách thức lưu kho dữ liệu và các chồng giấy tờ. Ngày nay, những người cộng sự cách xa nghìn dặm vẫn có thể ngay lập tức chia sẻ thông tin cho nhau, và cùng lúc đó hàng trăm người lao động ở những nơi khác nhau có thể cùng nhau xem các tài liệu nghiên cứu trên mạng. 

Các công nghệ liên kết máy tính được coi như một loại keo kết nối những yếu tố này lại với nhau. Internet công cộng cho phép những doanh nhân trên toàn thế giới chia sẻ thông tin với nhau và với khách hàng của họ. Mạng lưới vi tính toàn cầu được biết đến như là World Wide Web, cung cấp các dịch vụ như là tạo điều kiện cho khách hàng mua sách, quần áo, thậm chí cả những  chiếc xe hơi trên mạng, hoặc bán đấu giá những thứ tương tự khi mà người sử dụng chúng không muốn dùng nữa. 

Trong bài báo này, chúng tôi sẽ đưa ra một cái nhìn sát thực về mạng lưới, và cụ thể là  mạng lưới Ethernet tiêu chuẩn. Và sau đó bạn có thể hiểu các thiết bị vi tính kết nối với nhau như thế nào. 

Tại sao lại cần mạng Network? 

Network cho phép một máy tính truyền và nhận thông tin từ các máy khác. Có thể chúng ta không nhận thức được lượng thời gian mà chúng ta truy cập thông tin trên mạng máy tính. Đương nhiên Internet-công cụ kết nối hàng triệu máy tính trên toàn thế giới - chính là ví dụ cụ thể nhất của mạng lưới máy tính.Nhưng các mạng lưới nhỏ hơn cũng đóng vai trò quan trọng trong việc truy cập thông tin hàng ngày.  

Rất nhiều thư viện công cộng đã thay thể các danh mục thẻ của họ bằng các thuật ngữ máy tính. Điều này cho phép khách hàng của họ tìm kiếm các cuốn sách nhanh chóng và dễ dàng hơn rất nhiều. Các sân bay có vô số màn hình đưa ra thông tin liên quan đến giờ đến và giờ đi của chuyến bay. Rất nhiều cửa hàng bán lẻ lắp đặt những máy tính đặc biệt  nhằm giải quyết cho khâu bán hàng. Trong những trường hợp như thế này, mạng lưới cho phép rất nhiều các máy tính ở những nơi khác nhau truy cập vào kho dữ liệu được chia sẻ. 

Để có thể hiểu rõ chi tiết về một mạng lưới chuẩn như Ethernet, trước hết chúng ta phải hiểu một vài thuật ngữ và sự phân loại cơ bản - cái mà miêu tả  và phân biệt các kỹ thuật mạng lưới - vậy nên hãy bắt đầu ngay bây giờ! 

Mạng nội bộ (LAN) và mạng mở rộng ( WAN ) 

Chúng ta có thể chia loai các công nghệ mạng lưới vào một trong hai nhóm cơ bản. Công nghệ LAN (mạng lưới khu vực nội bộ), kết nối rất nhiều máy tính ở vị trí gần nhau, thông thường trong cùng một toà nhà. Các thiết bị ở thư viện đưa ra thông tin về các quyển sách sẽ kết nổi thông qua mạng lưới khu vực nội bộ. Công nghệ WAN (mạng lưới khu vực mở rộng) kết nối một số lượng nhỏ các máy tính cách xa hàng kilomet. Ví dụ, nếu hai thư viện ở hai đầu thành phố muốn chia sẻ thông tin thư mục sách của họ, hai thư viện đó chắc chắn sẽ sử dụng công nghệ kết nối khu vực mở rộng, cái mà có thể là một đường dây được nối ra từ điện thoại nội bộ của một công ty, nhằm mục đích duy nhất là chuyển dữ liệu của họ. 

So với WAN, LAN thì nhanh hơn và đáng tin cậy hơn, nhưng sự cải tiến về mặt công nghệ tiếp tục có những tiến triển nhằm xoá đi ranh giới phân biệt về hai loại công nghệ này. Các dây cáp quang đã cho phép các công nghệ LAN kết nối với các mày cách đó hàng chục kilomet, trong khi cùng thời điểm đó cũng có  những cải thiện đáng kể về tốc độ và mức độ tin cậy của WANs.

 Ethernet 

Vào năm 1973, Tại trung tâm nghiên cứu Xerox Corporation’s Palo Alto (được biết đến với cái tên PARC), nhà nghiên cứu Bob Metcalfe đã thiết kế và thử nghiệm mạng lưới Ethernet đầu tiên. Trong khi tiến hành kết nối máy tính Xerox’s "Alto" và máy in, Metcalfe đã phát triển một phương pháp vật lý về dây cáp nhằm kết nối các công cụ trên Ethernet cũng như các chuẩn để có thể điều khiển những thông tin trên dây cáp. Ethernet từ đó đã trở thành công nghệ mạng lưới được phát triển rộng rãi và phổ biến nhất trên thế giới. Rất nhiều vấn đề liên quan đến Ethernet cũng là vấn đề chung cho các công nghệ mạng lưới, và hiểu được làm thế nào  mà Ethernet giải quyết những vấn đề đó có thể mang đến nền tảng cơ bản giúp bạn cải thiện hiểu biết của mình về mạng lưới nói chung. 

Ethernet chuẩn đã phát triển để hoàn thiện công nghệ mới khi mà mạng lưới máy tính đã phát triển đến độ chín rộ. Tuy vậy, các máy tính vận hành cho mạng lưới Ethernet ngày nay đều bắt nguồn từ thiết kế ban đầu của Metcalfe. Ethernet sơ khai đã truyền tải thông tin  trên một sợi cáp đơn được chia sẻ bởi các máy trên  mạng lưới. Một khi thiết bị khi kết nối với mạng lưới này, có khả năng liên kết với bất kỳ thiết bị cũng được kết nối khác. Điều này cho phép mạng lưới mở rộng để có thể  cung cấp cho nhiều thiết bị mới mà không đòi hỏi bất kỳ sự sửa đổi đối với các thiết bị mà đã có sẵn trên mạng lưới. 

Những khái niệm cơ bản về Ethernet 

Ethernet là công nghệ khu vực nội bộ được sử dụng để kết nối các thiết bị ở khoảng cách gần, được vận hành chỉ trong một toà nhà. Ở mức tối đa ,người ta có thể sử dụng hàng trăm mét để kết nối các thiết bị Ethernet. Nhưng để kết nối các thiết bị ở khoảng cách địa lý xa thì không thể. Ngày nay, nhờ những tiến bộ về mặt công nghệ, người ta có thể xem xét lại trở ngại về mặt địa lý này, cho phép mạng lưới Ethernet mở rộng đến hàng chục kilomet. 

Các giao thức ( Protocol )  

Trong mạng lưới, khái niệm Protocol nhằm nói đến việc thiết lập một loạt các qui định để quản lý thông tin. Những giao thức đối với máy tính chính như là việc chọn ngôn ngữ để máy tính hiểu với nhau khi kết nối mạng. Ví dụ : bài báo này bằng tiếng Việt, nên để hiểu nó, người đọc phải có khả năng đọc được tiếng Việt. Tương tự như vậy, hai thiết bị trên mạng lưới để kết nối thành công, chúng phải có chung một giao thức ( Protocol )  

Các thuật ngữ trong Ethernet 

Ethernet tuân theo các nguyên tắc cơ bản để quản lý cơ chế hoạt động. Để hiểu rõ hơn về những nguyên tắc này, bạn phải hiểu những khái niệm thuật ngữ cơ bản trong Ethernet. 

  • Medium - các thiết bị Ethernet kết nối với một thiết bị trung gian chung - bộ phận cung cấp đường truyền cùng với các tín hiệu điện tử trong quá trình truyền tải.Trước kia, thiết bị trung gian này có một dây cáp đồng trục, nhưng ngày nay dạng cáp quang hoặc xoắn được sử dụng phổ biến hơn.
  • Phân đoạn ( Segment )- chúng tôi muốn nói đến một thiết bị trung gian độc lập được tách ra thành các phân đoạn như là một phân đoạn Ethernet.
  • Nút ( Node ) - Các thiết bị kết nối với các Segment tại các trạm hoặc các nút.
  • Khung ( Frame ) - Các nút giao tiếp với nhau bằng các thông điệp ngắn gọi là các Frame , nó là những đoạn thông tin có kích thước thay đổi .  

Các Frame cũng tương tự các câu trong văn nói . Trong tiếng Việt, chúng ta có các qui tắc cấu tạo câu , mỗi câu phải chứa chủ ngữ và vị ngữ.  

Những Protocol của Ethernet chỉ rõ những nguyên tắc của cấu tạo những Frame. Có độ dài tối đa và tối thiểu cụ thể cho những Frame , và một loạt các thông tin được yêu cầu để phân biệt rõ ràng phải xuất hiện trên Frame. Mỗi Frame phải bao gồm cả địa chỉ nhận và địa chỉ gửi, để nhận biết được người nhận và người gửi của thông tin . Những địa chỉ để  nhận biết Node duy nhất , giống như một cái tên để nhận dạng của một người cụ thể. Hai máy Ethernet không bao giờ có cùng địa chỉ. 

Phần trung gian Ethernet - Medium 

Khi một tín hiệu trên thiết bị trung gian Ethernet tới mọi Node được gắn trên mạng, địa chỉ nhận được rõ ràng trong Frame để có thể nhận diện ra người nhận . 

 

\"/\"

  

Ví dụ như trong hình vẽ trên, khi máy tính B chuyển tải tới máy in C, các máy tính A và D sẽ vẫn nhận và kiểm tra khung. 

\"/\"

 Tuy nhiên, khi trạm đầu tiên nhận một khung, nó kiểm tra địa chỉ nhận để xem liệu rằng khung đã đúng tới đích người nhận chưa. Nếu nó chưa, trạm sẽ loại bỏ khung mà không kiểm tra nội dung của nó.

 Một điều thú vị nữa là về việc địa chỉ trên Ethernet cũng được sử dụng rộng rãi đối với địa chỉ trên mạng Internet . Một khung ( Frame ) có điạ chỉ nhận thì cúng giống như địa chỉ Internet ,  được dùng cho mọi nút trên mạng lưới, và mọi nút sẽ vừa nhận và xử lý loại khung này. 

\"/\"

 

CSMA/CD 

CSMA/CD (carrier- sense multipe access with collision detection) mô tả làm thế nào mà Protocol của Ethernet điều chỉnh việc liên lạc giữa các nút. Điều này có vẻ đáng kinh ngạc, nếu chúng ta mổ xẻ thành các phần cơ sở của nó, chúng ta sẽ thấy rằng nó tuân theo các nguyên tắc tương tự như những cái mà con người sử dụng trong các cuộc đàm thoại lịch sự . Để giúp phân tích cơ chế hoạt động của Ethernet, chúng ta sẽ coi bộ phận đó tương tự như một bàn hội thoại. 

Hãy xem Segment Ethernet của chúng ta như là một bàn ăn, và coi như một số người tham dự vào trong mọt cuộc đàm thoại lịch sự có mặt ở bàn ăn chính là các nút ( Node ). Khái niệm  đa truy cập ( multipe access) mà chúng ta đã nói đến ở trên chính là : khi một trạm Ethernet truyền tải, tất cả các trạm trên bộ phận trung gian cũng biết được sự truyền tải này. Ngay sau khi một ai đó ở bàn đàm thoại nói, mọi người có mặt có thể nghe giọng của anh ấy hoặc cô ấy. 

Bây giờ hãy tưởng tượng rằng bạn đang ngồi ở bàn đàm thoại và bạn có một vài lời muốn nói. Lúc này, tuy nhiên, tôi lại đang nói. Vì đây là một cuộc hội thoại lịch sự nên bạn không thể ngay lập tức nói tự do hoặc ngắt lời ai, bạn phải đợi cho đến khi tôi kết thúc bài phát biểu trước khi bạn có thể nói. Điều này cũng tương tự như khái niệm được đưa ra ở Protocol Ethernet như là một “giác quan để nhận biết việc chuyển dữ liệu”  ( carrier sense). Trước khi truyền dữ liệu, nó "nghe" phần trung gian để quyết định liệu rằng trạm khác có đang truyền tải hay không. Nếu phần trung gian yên lặng, trạm (nút) nhận ra rằng đây là thời gian thích hợp để truyền tải. 

Dò tìm xung đột ( Collision Detection ) 

Đa truy cập với Carrier Sense giúp cho chúng ta một sự khởi đầu tốt trong việc điều khiển cuộc đàm thoại. Nhưng có một tình huống mà chúng ta vẫn cần phải nói tới. Hãy trở lại một bàn hội thoại kiểu tương tự bàn ăn và tưởng tượng rằng có một khoảng lặng ngắn ngủi trong cuộc hội thoại. Bạn và tôi đều có một vài điều mà chúng ta muốn bổ sung vào cuộc đàm thoại, và chúng ta đều dựa vào Carrier Sense để nhận biết sự im lặng đó, nên chúng ta bắt đầu nói gần như cùng thời điểm. Trong thuật ngữ Ethernet, một xung đột ( Collision ) xảy ra khi cả hai chúng ta nói cùng một lúc. 

\"/\"

 

Trong cuộc nói chuyện của chúng ta, chúng ta có thể điều khiển tình huống này một cách dễ dàng. Chúng ta đều nghe được những người khác nói cùng thời điểm khi chúng ta nói, vậy nên chúng ta có thể ngừng lại để tạo điều kiện cho những người khác có cơ hội nói chuyện. Các nút Ethernet cũng nghe tín hiệu ở bộ phận trung gian trong khi chúng truyền tải để đảm bảo rằng chúng là trạm duy nhất truyền tải tại thời điểm đó. Nếu các trạm (nút) biết được việc truyền tải riêng của chúng bị ngắt đoạn,( điều này cũng có thể xảy ra nếu một số trạm khác bắt đầu truyền tải thông điệp của mình tại cùng thời điểm), thì lúc đó chúng biết rằng một sự xung đột đã xảy ra. Một phân đoạn Ethernet đơn lẻ thỉnh thoảng được gọi là một miền xung đột ( collision domain) bởi vì không bao giờ có hai trạm trên Segment có thể truyền tải cùng thời điểm mà lại không gây ra xung đột. Khi các trạm phát hiện ra một xung đột, chúng huỷ lệnh truyền dữ liệu , đợi một khoảng thời gian ngẫu nhiên , và cố gắng truyền tải khi chúng phát hiện sự im lặng trên bộ phận trung gian. 

Tạm dừng ngẫu nhiên và thử lại là một phần quan trọng trong Protocol . Nếu hai trạm (nút) xung đột khi mỗi lần truyền , thì sau đó cả hai cần truyền dữ liệu lại một lần nữa. Khi cơ hội truyền tải thích hợp đã đến, tất cả các trạm liên quan đến việc xung đột lúc trước đều có các dữ kiện sẵn sàng truyền tải. Nếu chúng truyền tải lại lần cơ hội đầu tiên, chúng sẽ hầu như xung đột trở lại và lại nhận diện ngay lập tức. Thay vì đó, một sự trễ ngẫu nhiên làm cho nó không thể xảy ra việc hai trạm bất kì sẽ xung đột nhiều lần trong một hàng . 

Những hạn chế của Ethernet 

Một cáp đơn lẻ được chia xẻ có thể phục vụ như là thành phần cơ bản của toàn bộ mạng lưới Ethernet mà chúng ta đã nói ở trên. Tuy nhiên, có những  giới hạn thực tế đối với kích cỡ của mạng lưới Ethernet của chúng ta trong trường hợp này. Một mối lo ngại đầu tiên là chiều dài của cáp. 

Các tín hiệu điện được truyền tải dọc cáp rất nhanh, nhưng chúng yếu đi trong quá trình  truyền dẫn, và việc nhiễu điện từ các công cụ xung quanh ,có thể ảnh hưởng tới tín hiệu trên đường truyền. Một dây cáp mạng phải đủ ngắn để các thiết bị hai đầu mạng có thể nhận các tín hiệu của nhau rõ ràng và mức trễ thấp nhất. Điều này chính là giới hạn về khoảng cách phân cách tối đa giữa hai thiết bị ( được gọi là đường kính mạng ) trên một mạng Ethernet. 

Thêm vào đó, vì CSMA/CD chỉ là một thiết bị đơn lẻ để có thể truyền dữ liệu ở một thời gian được cho phép, nên có những giới hạn đối với số lượng thiết bị cùng tồn tại trong một mạng lưới. Việc gắn kết nhiều thiết bị tới một phân đoạn sẽ làm cho sự tranh chấp của bộ phận trung gian (Medium) gia tăng. Mọi thiết bị sẽ phải đợi một khoảng thời gian dài không giống nhau trước khi có cơ hội truyền tải. 

Các kỹ sư đã phát triển một số lượng thiết bị mạng lưới nhằm giảm bớt khó khăn này. Rất nhiều thiết bị  không dùng riêng biệt cho Ethernet, nhưng cũng vẫn đóng vai trò trong các công nghệ mạng lưới khác. 

\"/\"

 
Các thiết bị lặp lại ( Repeater ) 

Bộ thiết bị trung gian Ethernet phổ biến đầu tiên là một dây cáp lõi đồng trục được biết như là "thicknet". Chiều dài tối đa của thicknet là 500 mét. Trong một toà nhà lớn hoặc một sảnh trường đại học, một sợi cáp dài 500 mét có thể không với tới được mọi thiết bị mạng . Một thiết bị lặp lại ( Repeater ) có thể giải quyết vận đề này. 

Các bộ lặp kết nối nhiều Segment , nghe từng đoạn và nhắc lại các tín hiệu nghe được trên một phân đoạn và trên các phân đoạn khác được kết nối với các bộ lặp. Bằng cách chạy nhiều cáp và nối chúng cùng với bộ lặp, bạn có thể tăng đường kính của mạng lưới. 

Xét trên phương diện vật lí chúng như một trạm với mục đích khuyếch đại đặt tại vị trí trung gian với mục đích kéo dài cự li truyền tín hiệu tới thiết bị đầu cuối . 

 Phân đoạn - Segment 

Tương tự như trên "bàn ăn" , chúng ta đang có một số  người đang ngồi và tiến hành đàm thoại vậy nên cuộc đàm thoại sẽ không mất đi ý nghĩa nếu một trong số chúng ta hạn chế phát biểu. Nhưng điều gì sẽ xảy ra  nếu có nhiều người ở bàn mà chỉ có một người  lúc nào cũng được phát biểu ở bất cứ thời gian nào? 

Trong thực tế, chúng ta biết rằng cuộc đàm thoại sẽ bị phá vỡ trong hoàn cảnh như vậy. Với những nhóm người lớn, có các cuộc đàm thoại khác nhau lại xảy ra đồng thời. Nếu chỉ một người trong một căn phòng đông đúc hoặc trong một bàn ăn tiệc có thể nói ở bất kỳ thời điểm nào, rất nhiều người khác sẽ chán nản trong việc đợi cơ hội để nói. Đối với con người, vấn đề là  cần tự sửa chữa: giọng nói truyền đi xa, tai thì tinh tường  đón nhận tất cả các cuộc đàm thoại từ tiếng ồn xung quanh.? 

Nếu chúng ta tạo những nhóm nhỏ , mỗi nhóm nói chuyện theo chủ đề mà mình ưa thích, thì  điều này sẽ dễ dàng hơn, và sự ngắt quãng sẽ không xảy ra. Các dây cáp mạng lưới sẽ  truyền tải tín hiệu nhanh chóng và hiệu quả trên khoảng cách xa, nên sự ngắt quãng đàm thoại tự nhiên này không xảy ra. 

Các mạng lưới Ethernet hay phải đối mặt với sự bị tắc nghẽn khi số lượng chúng tăng lên. Nếu nhiều trạm phải  kết nối với cùng một phân đoạn và mỗi phân đoạn lại phát sinh thêm một số lượng lớn đường truyền,  thì rất nhiều trạm sẽ phải cố gắng để truyền tải bất cứ khi nào có cơ hội. Trong những tình huống này, những sự xung đột sẽ trở thành thường xuyên hơn và khó mà có được sự truyền tải thành công, và phải mất nhiều thời gian để hoàn thành công việc truyền tải. 

Có một cách để kiểm soát sự ngắt quãng là tách một phân đoạn đơn lẻ thành nhiều phân đoạn, nhằm tạo các miền nhiều xung đột (multiple collision domains). Giải pháp này gây ra một vấn đề  khác, vì khi đó nhưng phân đoạn đơn lẻ không thể chia sẻ thông tin với nhau. 

Các cầu nối ( Bridge )  

Để làm giảm bớt các vấn đề về sự phân đoạn, các mạng Ethernet áp dụng biện pháp cầu nối ( Bridge ) . Các cầu nối kết nối hai hoặc nhiều phân đoạn mạng , gia tăng đường kính của mạng giống như kiểu Repeater đã làm,nhưng cầu nối cũng giúp điều chỉnh lại đường truyền. Chúng có thể gửi và nhận sự truyền dẫn như bất kỳ nút khác, nhưng chúng không có chức năng tương tự như các nút thông thường. Bridge tạo những Frame đặc biệt để cho phép chúng truyền với những Bridge khác  

  

\"/\"

 

Làm thế nào mà đa truy cập và các phần trung gian bị chia xẻ của Ethernet làm phần trung gian cho mọi trạm trên đường dây đã nhận mọi sự truyền dẫn dữ liệu , liệu rằng địa chỉ nhận đó là đúng nơi nhận hay không? Các cầu nối lợi dụng đặc tính này để sắp đặt sự qua lại giữa các Segment. 

Trong hình vẽ ở trên, cầu nối kết nối hai đoạn ( Segment ) 1 và 2. Nếu trạm A hoặc B truyền tải, Bridge sẽ cũng nhận sự truyền dữ liệu trên đoạn 1. Làm thể nào mà cầu nối thực hiện việc truyền tải này? Nó có thể tự động truyền tải Frame vào đoạn 2, giống như một Repeaterr . Nhưng điều này vẫn không làm giảm đi sự nghẽn mạch, vì mạng lưới xử lý như một đoạn dài. 

Mục đích của cầu nối là giảm việc truyền tải lưu lượng không cần thiết trên cả hai đoạn. Nó đã giảm như thế bằng việc kiểm tra địa chỉ nhận của Frame trước khi quyết định làm thế nào để quản lý nó. Nếu địa chỉ nhận là ở trạm A hoặc B, thì không cần Frame xuất hiện trên phân đoạn 2. Trong trường hợp này, cầu nối không làm gì cả. Chúng ta có thể nói rằng cấu nối lọc Frame . Nếu địa chỉ nhận là ở trạm C hoặc D hoặc nếu nó là địa chỉ mở rộng, sau đó cầu nối sẽ truyền tải, hoặc chuyển tiếp tới khung trên phân đoạn 2. Bằng việc chuyển tiếp khối thông tin, cầu nối cho phép bất kỳ bốn thiết bị trong hình vẽ trên có thể liên lạc với nhau.Thêm vào đó, bằng việc sàng lọc các gói thông tin khi thích hợp, cầu nối khiến cho trạm A có thể truyền tải cho trạm B cùng thời điểm trạm C truyền tải cho trạm D, cho phép hai cuộc đàm thoại xảy ra trong cùng một thời gian 

Những Switch luôn luôn là một phần của Bridge , có chức năng tương tự nhưng cung cấp một đoạn riêng biệt cho mọi nút trên mạng lưới. 

Router  

Các Bridge có thể giảm sự tắc nghẽn bằng việc cho phép nhiều cuộc đàm thoại xảy ra trên những đoạn khác nhau và thực hiện đồng thời , nhưng chúng cũng có những giới hạn trong việc truyền tải trên phân đoạn. 

Một đặc tính quan trọng của những Bridge là ở chỗ chúng chuyển tiếp các gói dự liệu mang tính chất đại chúng tới tất cả các phân đoạn được kết nối. Việc này là cần thiết, vì các gói dữ liệu này được trù định cho mọi nút trên mạng lưới, nhưng chúng có thể gây ra vấn đề khi mạng lưới  quá lớn. Khi một số lượng lớn các trạm thực hiện việc truyền tải trên mạng Bridge , sự xung đột có thể trở nên tồi tệ  nếu tất cả các thiết bị đó đều trên một phân đoạn.

\"/\"

 

Các Router là một thành phần tiên tiến trên mạng lưới, cái có thể chia một mạng lưới đơn lẻ thành hai mạng lưới tách biệt. Trong khi Ethernet đại chúng thông qua các cầu nối để tìm kiếm các nút ( trạm) trên mạng lưới, chúng không thông qua các Router, bởi Router  tạo nên một đường ranh giới logic cho mạng lưới. 

Các Router vận hành dựa trên các Protocol như Ethernet. Điều này cho phép các Router dễ dàng tương kết với nhiều công nghệ mạng lưới khác nhau, cả mạng LAN và WAN, và dẫn đến việc kết nối các thiết bị được mở rộng trên phạm vi toàn thế giới như là một phần của Internet toàn cầu.

 

\"/\" 

 

Switch 

Việc ứng dụng Ethernet hiện đại thường trông không hề giống như bản cũ của nó trước kia. Một thời gian dài trước kia, chúng ta hay sử dụng các sợi cáp đồng trục kết nối cho nhiều máy trạm trên mạng . Ngày nay, Ethernet hiện đại sử dụng cặp dây xoắn hoặc cáp quang để kết nối các trạm . Trước kia,các mạng  Ethernet chỉ  truyền tải dữ liệu ở tốc độ 10 megabit một giây, còn ngày nay các mạng lưới hiện đại có thể vận hành tại tốc độ 100 hay thậm chí 1000 Mbps!

 

\"/\"

 

 

Có lẽ hầu hết các tiến bộ đáng kể trong mạng lưới Ethernet đương đại là việc sử dụng Switch . Các Switch sử dụng một đoạn chuyên dụng cho từng trạm. Các đoạn kết nối với một bộ Switch,  mà hoạt động gần giống như một Bridge , nhưng có thể kết nối nhiều phân đoạn của các trạm đơn lẻ. Một vài bộ Switch ngày nay có thể hỗ trợ hàng trăm phân đoạn chuyên dụng.  

Vì chỉ có các thiết bị trên các phân là Switch và máy trạm , nên Switch nhận truyền dữ liệu trước khi nó tiến tới nút ( trạm) khác. Switch sau đó chuyển tiếp Frame trên những đoạn thích hợp, vai trò như là một Bridge , nhưng vì bất kỳ đoạn nào chứa chỉ một nút,  nên Frame được đưa tới địa chỉ nhận rõ ràng . Điều này cho phép rất nhiều cuộc đàm thoại xảy ra đồng thời trên mạng Switch.  

Full- duplex Ethernet  

Một loạt thành tựu khác có được nhờ  Switch, chẳng hạn như Full-Duplex . Full-Duplex là một khái niệm về truyền đạt thông tin dữ liệu với khả năng gửi và nhận dữ liệu cùng lúc , không phải chỉ theo một chiều hoặc nhận dữ liệu hoặc chỉ gửi dữ liệu. 

Mạng Ethernet đầu tiên chỉ là bán song công (Half-Duplex , một chiều) có nghĩa là thông tin được truyền tải một chiều tại cùng một thời điểm. Trong toàn bộ mạng Switch, các nút chỉ liên lạc với Switch và không bao giờ liên lạc trực tiếp với nhau. Các mạng Switch cũng dùng những cáp quang hoặc cáp dây kép xoắn, cả hai loại này sử dụng các dây dẫn riêng lẻ để gửi và nhận dữ liệu. Trong kiểu môi trường này, các máy trạm Ethernet có thể sẵn sàng bỏ qua quá trình phân tách xung đột và sẵn sàng truyền tải, vì chúng là các thiết bị có thể truy cập tới đường truyền dẫn .Điều này cho phép các trạm cuối truyền dữ liệu tới Switch cùng thới điểm với Switch truyền dữ liệu tới chúng, đạt tới môi trường không bị xung đột  . 

Ethernet hay 802.3? 

Bạn có lẽ đã từng nghe tới khái niệm 802.3 được sử dụng nhiều khi đi kèm với khái niệm Ethernet. Ethernet là một mạng lưới ứng dụng được đặt tiêu chuẩn do các hãng Digital, Intel và Xerox.( Vì lý do này nó được biết đến với tên gọi tiêu chuẩn DIX) 

Vào tháng 2 năm 1980, Viện kỹ sư điện và điện tử thế giới ( Institute of Electrical and Electronics Engineers), hay viết tắt là IEEE đã tạo ra một uỷ ban để đánh giá tiêu chuẩn của các công nghệ mạng lưới. IEEE đặt tiêu đề là nhóm làm việc 802, sau hơn một năm thành lập. Tiểu ban làm việc 802 đã đưa ra những khía cạnh khác nhau của mạng lưới. IEEE phân biệt từng tiểu ban bằng cách đánh số 802.X với X thể hiện một con số cụ thể của từng tiểu ban.Tiểu ban 802.3 :tiêu chuẩn hoá cơ chế vận hành của mạng lưới CSMA/CD cái mà có chức năng tương đương DIX Ethernet. 

Ethernet và 802.3 hơi khác nhau về thuật ngữ định dạng dữ liệu dùng cho khung của chúng, nhưng đều là những khía cạnh có thể nhận biết được. Ngày nay, thuật ngữ Ethernet ám chỉ cả việc ứng dụng  DIX Ethernet và tiêu chuẩn IEEE 802.3.  

Các công nghệ mạng khác: Token Ring 

Mạng lưới khu vực cục bộ phổ biến nhất thay thế cho Ethernet là một công nghệ được phát triển bởi IBM, được gọi là Token Ring. Trong khi Ethernet dựa trên những kẽ hở ngẫu nhiên giữa việc chuyển đổi để thiết lập lại tiến trình việc truy cập đối với môi trường truyền dẫn, Token Ring thực hiện theo một nguyên tắc, phương pháp truy cập có trật tự. Một mạng Token Ring xắp xếp các nút theo vòng quay tròn logic, như hình bên dưới . Các nút chuyển tiếp các Frame theo một hướng xung quanh vòng tròn, loại bỏ  Frame này  khi nó đã thực hiện xong một vòng tròn dữ liệu . 

          1. Vòng tròn làm việc bằng cách tạo một dấu hiện ( Token), là một loại khung đặc biệt cho phép một trạm truyền dữ liệu.

           2. Token quay tròn xung quanh vòng tròn như bất kỳ một khung cho đến khi nó gặp một trạm mà muốn truyền dữ liệu.

           3. Trạm này sau đó"chiếm lĩnh" token bằng cách thay Frame Token bằng một Frame chứa giữ liệu, sẽ được đi vòng quanh mạng .

           4. Mỗi khi khung dữ liệu trở lại trạm truyền tải, trạm đó loại bỏ đi Frame dữ liệu, tạo một token mới và chuyển tiếp token đó tới nút kế tiếp trên vòng tròn.

 

\"/\"

 

Các nút Token- ring không tìm kiếm tín hiệu truyền thông hay nghe ngóng sự xung đột, sự hiện diện của khung token cho phép đảm bảo rằng trạm có thể truyền tải các Frame dữ liệu mà không làm các trạm khác bị nghẽn lại. Bởi một trạm truyền tải chỉ một Frame dữ liệu trước khi chuyển dọc Token, nên mỗi trạm trên vòng tròn sẽ trở nên liên lạc theo  một phương thức công bằng và tự quyết định. Các mạng lưới token-ring truyền tải dữ liệu khoảng 4 đến 16 Mbps 

 

\"/\"

 

FDDI ( Fiber-distributed data interface ) là một công nghệ truyền Token khác cái mà vận hành trên một cặp vòng tròn cáp quang, với mỗi vòng tròn truyền Token theo chiều ngược nhau. Mạng lưới  FDDI cung cấp một sự truyền tải tốc độ lên tới 100Mbps, khiến cho chúng khá phổ biến trong mạng lưới tốc độ cao. Với Ethernet đạt tới 100 Mbps, cái rẻ hơn và dễ dàng cho quản lý hơn, FDDI được dự báo là sẽ trở nên phổ biến.

 

\"/\"

 
ATM - Asynchronous transfer mode ( phương thức truyền tải không đồng bộ)
 
Một công nghệ mạng lưới cuối mà được đề cập ở đây là Phương thức truyền tải không đồng bô ,  hay còn gọi là ATM. Mạng lưới ATM lưỡng tính giữa mạng lưới cục bộ và mở rộng, có thể kết  nối nhiều thiết bị khác nhau với độ tin cậy cao và tốc độ  cao, thậm chí xuyên quốc gia. Mạng lưới ATM phù hợp cho việc truyền tải không chỉ dữ liệu mà còn giọng nói và truyền tải hình ảnh, khiến chúng linh hoạt và cởi mở. Trong khi ATM đã  không giành được sự chấp nhận nhanh chóng như dự đoán ban đầu, nó dù sao cũng là công nghệ mạng lưới cho tương lai.
 
Mức độ phổ biến của Ethernet tiếp tục gia tăng. Với gần 30 năm được thừa nhận trong ngành công nghiệp, rõ ràng công nghệ này được biết đến rộng rãi, điều này giúp cho cấu hình và việc sử lý dễ dàng hơn. Như là một công nghệ tiên tiến, Ethernet đã luôn giữ vững tốc độ phát triển của mình, gia tăng tốc độ cũng như tính năng .
 

\"/\"