Ethernet Ağları Ethernet, yerel alan ağları (lan’lar) için en yaygın kullanılan teknolojilerden biridir ve modern bilgisayar ağının temelidir. 1970’lerdeki icadından bu yana Ethernet, daha hızlı, daha güvenilir ve daha ölçeklenebilir ağların taleplerini karşılamak için çok sayıda değişiklik ve iyileştirme geçirdi. Günümüzde Ethernet yalnızca geleneksel kablolu ağlarda kullanılmakla kalmıyor, aynı zamanda veri merkezleri, metropol alan ağları (man’ler) ve hatta endüstriyel ağlar dahil olmak üzere diğer çeşitli teknolojilerin bel kemiği olarak da hizmet ediyor.
Ethernet Ağları
Ethernet nedir?
Ethernet, bilgisayarların ve diğer cihazların birbirleriyle iletişim kurmasını sağlamak için öncelikle yerel alan ağlarında (lan’lar) kullanılan bir ağ teknolojileri ailesidir. IEEE 802.3 standardına dayanır ve verilerin bir ağ üzerinden nasıl iletildiğine ilişkin protokolleri tanımlar. Ethernet tipik olarak kablolu bağlantılar kullanır, ancak Wi-Fi gibi kablosuz varyasyonlar da benzer ilkelere dayanır.
Ethernet protokolü, verilerin çerçeve adı verilen birimler halinde iletildiği çerçeve tabanlı bir iletişim sistemi kullanır. Ethernet, koaksiyel kablolar, bükümlü çift kablolar ve fiber optik kablolar dahil olmak üzere çeşitli ortam türlerini destekler ve en yaygın olanı kablolu Ethernet için bükümlü çift kablolama (örneğin, Cat5e, Cat6) ve yüksek hızlı uzun mesafeli bağlantılar için fiber optiklerdir.
Ethernet’in Tarihçesi
Ethernet, Robert Metcalfe tarafından 1973 yılında Xerox’un Palo Alto Araştırma Merkezi’nde (PARC) geliştirilmiştir. Başlangıçta, bilgisayarları thicknet olarak bilinen paylaşılan bir koaksiyel kabloya bağlamanın ve yerel bir ortamda birbirleriyle iletişim kurmalarını sağlamanın bir yolu olarak tasarlandı.
Ethernet’in özgün tasarımı, cihazların verileri basit ve etkili bir şekilde iletmesine izin verdiği için devrimciydi. Çarpışma Algılama (CSMA / CD) protokolü ile Taşıyıcı Algılama Çoklu Erişimi üzerinde çalıştı, bu da ağdaki cihazların çarpışmaları önlemek için veri iletmeden önce trafiği “dinlediği” anlamına geliyor.
On yıllar boyunca, Ethernet birkaç kilit alanda gelişti:
Hız: 10 Mbps’lik başlangıç hızından (Saniyede Megabit) 100 Gbps’lik modern hızlara (Saniyede Gigabit).
Orta: Koaksiyel kablolardan bükümlü çift kablolara ve sonunda daha uzun mesafeler ve daha yüksek hızlar için fiber optiklere.
Standardizasyon: Ethernet standardı, değişen teknolojilere ayak uydurmak için IEEE 802.3 komitesi tarafından zaman içinde güncellendi.
Ethernet’in Temel Çalışması
Ethernet, Katman 2’de (Veri Bağlantı Katmanı) OSI (Açık Sistemler Ara Bağlantısı) modelinde çalışır, ancak aynı zamanda fiziksel katmanda (Katman 1), verilerin fiziksel ortam üzerinden iletimini işleyen bileşenlere de sahiptir.
Ethernet çerçeveleri birkaç alandan oluşur:
Giriş: Gönderme ve alma aygıtlarını senkronize etmek için kullanılan bir dizi bit.
Hedef MAC Adresi: Alıcı cihazın benzersiz donanım adresi.
Kaynak MAC Adresi: Gönderen aygıtın benzersiz donanım adresi.
EtherType: Kullanılan protokol türünü gösteren bir alan (örneğin, IPv4, IPv6).
Yük: İletilen gerçek veriler.
CRC (Döngüsel Artıklık Kontrolü): İletilen verilerdeki hataları tespit etmek için kullanılan bir sağlama toplamıdır.
Bir aygıt Ethernet üzerinden veri gönderdiğinde, bir çerçeve oluşturur, ağ ortamına yerleştirir ve alıcının verileri almasını ve onaylamasını bekler. CSMA / CD protokolü başlangıçta olası çarpışmaları yönetmek için tasarlandı, ancak bu, anahtarların kullanımı ve tam çift yönlü iletişim nedeniyle modern Ethernet ağlarında daha az alakalı.
Ethernet Bileşenleri
Ethernet ağları, iletişimi sağlamak için birlikte çalışan birkaç temel bileşenden oluşur:
Ağ Arabirim Kartları (nıc’ler)
Ethernet ağındaki her aygıt, aygıt ile ağ arasındaki fiziksel arabirimi sağlayan bir ağ arabirim kartı (NIC) gerektirir. Nıc’lerin, ağda tanımlanmalarına izin veren MAC (Medya Erişim Kontrolü) adresleri olarak bilinen benzersiz tanımlayıcıları vardır.
Kablolama ve Konektörler
Ethernet ağları, daha yüksek hızlar ve daha uzun mesafeler için başta bükümlü çift kablolar (örneğin, Cat5e, Cat6) ve fiber optik kablolar olmak üzere farklı kablo türleri kullanır. Kısa mesafeli bağlantılar için, RJ45 konektörlü bükümlü çift kablolar en yaygın olarak kullanılırken, LC ve SC gibi konektörlere sahip fiber optik kablolar yüksek hızlı, uzun mesafeli bağlantılar için kullanılır.
Anahtarlar ve Göbekler
Anahtarlar: Modern Ethernet ağları, Ethernet çerçevelerini MAC adreslerine göre iletmek için Katman 2’de (Veri Bağlantı Katmanı) çalışan ağ anahtarlarına güvenir. Anahtarlar hub’lardan daha verimlidir çünkü verileri yalnızca ihtiyacı olan cihaza akıllıca gönderebilir, çarpışmaları azaltabilir ve ağ verimliliğini artırabilirler.
Hub’lar: Eski Ethernet ağlarında hub’lar kullanıldı. Ağdaki tüm cihazlara veri yayınlayan ve genellikle çarpışmalara yol açan basit, akıllı olmayan cihazlar olarak işlev gördüler. Hub’lar büyük ölçüde modern Ethernet ağlarındaki anahtarlarla değiştirildi.
Yönlendiriciler
Yönlendiriciler Katman 3’te (Ağ Katmanı) çalışır ve farklı ağlar arasında veri iletmekten sorumludur. Ethernet ağlarının internet gibi diğer ağlarla iletişim kurması gerektiğinde gereklidirler. Yönlendiriciler, verilerin en iyi yolunu belirlemek için IP adreslerini kullanır.
Ethernet Standartları ve Hızları
Ethernet, hem hız hem de medya açısından önemli ölçüde gelişti. IEEE 802.3 komitesi tarafından tanımlanan çeşitli Ethernet standartları, farklı ağ gereksinimlerini karşılar. Bu standartlar, maksimum iletim hızlarını ve desteklenen ortam türünü tanımlar.
10 Mbps (10BASE-T)
Açıklama: Saniyede 10 megabitte veri iletebilen orijinal Ethernet standardı. Tipik olarak koaksiyel kablolar kullandı, ancak daha sonra bükümlü çift kablolama kullanacak şekilde gelişti.
Kullanım: Modern ağlarda modası geçmiş.
100 Mbps (Hızlı Ethernet)
Açıklama: Hızlı Ethernet, öncelikle bükümlü çift kablolama (Cat5 veya daha iyisi) kullanarak saniyede 100 megabit (100BASE-TX) hızlarda çalışır.
Kullanım: Eski sistemlerde hala kullanılıyor, ancak büyük ölçüde Gigabit Ethernet ile değiştiriliyor.
1 Gb/sn (Gigabit Ethernet)
Açıklama: Gigabit Ethernet (1000BASE-T), saniyede 1.000 megabite (saniyede 1 gigabit) kadar hızları destekler. Tipik olarak bükümlü çift kablolama kullanır (Cat5e, Cat6).
Kullanımı: Modern ev ve iş ağlarında yaygındır.
10 Gb/sn (10 Gigabit Ethernet)
Açıklama: 10 Gigabit Ethernet (10GBASE-T) saniyede 10 gigabit hızında çalışır ve fiber optik veya yüksek kaliteli bükümlü çift kablolar (Cat6a veya daha iyisi) kullanır.
Kullanımı: Veri merkezlerinde, yüksek performanslı bilgi işlem ortamlarında ve yüksek bant genişliği uygulamalarında kullanılır.
100 Gbps ve Ötesi
Açıklama: Ethernet teknolojisi, özellikle fiber optik kablolar kullanarak 40 Gbps (40GBASE) ve 100 Gbps (100GBASE) dahil olmak üzere daha da yüksek hızları destekleyecek şekilde gelişti.
Kullanım: Veri merkezlerinde, bulut hizmetlerinde ve büyük ölçekli kurumsal ağlarda kullanılır.
Ethernet’in Avantajları
Ethernet, onu baskın ağ teknolojisi yapan birkaç önemli avantaj sunar:
Uygun maliyetli
Ağ arabirim kartları, anahtarlar ve kablolar dahil Ethernet donanımı, fiber optik veya kablosuz çözümler gibi diğer ağ teknolojilerine kıyasla nispeten ucuzdur.
Ölçeklenebilirlik
Ethernet, küçük ev ağlarından büyük kurumsal ve veri merkezi ağlarına kadar ölçeklenebilir ve birkaç cihazdan on binlerce cihaza kadar her şeyi destekleyebilir.
Güvenilirlik
Ethernet, güvenilirliği ve sağlamlığı ile bilinir. Modern Ethernet ağları, özellikle anahtarları ve tam çift yönlü iletişimi olanlar, minimum çarpışmalarla istikrarlı ve verimli veri iletimi sağlar.
Yüksek Hızlar
Ethernet, 10 Mbps’den 100 Gbps’ye ve ötesine kadar geniş bir hız yelpazesini destekler ve temel web taramasından yüksek performanslı bilgi işlem ve video akışına kadar çeşitli uygulamaların ihtiyaçlarını karşılamasına olanak tanır.
Geniş Evlat Edinme
Ethernet, dünya çapında yaygın bir şekilde benimsenmiştir ve bu da onu ağda evrensel bir standart haline getirmektedir. Bu her yerde bulunabilirlik, Ethernet uyumlu cihazların ve çözümlerin hazır bulunmasını sağlar.
Ethernet’in Dezavantajları
Ethernet’in birçok avantajı olsa da bazı sınırlamaları vardır:
Mesafe Sınırlamaları
Bükümlü çift kablolama kullanan Ethernet ağları mesafe açısından sınırlıdır. Örneğin, Cat5e ve Cat6 kabloları tipik olarak 100 metreye kadar olan mesafeler için etkilidir. Cihazları daha uzun mesafelere bağlamak için daha pahalı olabilen fiber optiklere ihtiyaç vardır.
Müdahale etme
Bükümlü çift kablolar yaygın olarak kullanılırken, özellikle uzun mesafelerde veya ağır makinelerin bulunduğu ortamlarda elektromanyetik parazite (EMI) maruz kalabilirler.
Ethernet’in Geleceği
Ethernet, modern ağların taleplerini karşılamak için gelişmeye devam ediyor. Bulut bilişim, yüksek tanımlı video ve veri yoğun uygulamalara olan bağımlılığın artmasıyla birlikte Ethernet hızlarının daha da artması bekleniyor. 100G Ethernet, 400G Ethernet’in ortaya çıkışı ve daha da hızlı standartların geliştirilmesi, Ethernet’in yüksek hızlı internet ve küresel ağ çağında alaka düzeyini korumasına yardımcı olacaktır.
Ek olarak, Power over Ethernet’teki (PoE) yenilikler, Ethernet kablolarının IP kameralar, telefonlar ve kablosuz erişim noktaları gibi cihazlara güç sağlamasına olanak tanıyarak ayrı güç kaynaklarına olan ihtiyacı azaltır.
Ethernet, mütevazi başlangıcından bu yana uzun bir yol kat etti ve yerel alan ağı için baskın teknoloji olmaya devam ediyor. Sadeliği, güvenilirliği ve uyarlanabilirliği, evler, işletmeler ve veri merkezlerinde yaygın kullanımı ile onu kalıcı bir standart haline getirmiştir. İster küçük bir ofisteki cihazları bağlıyor olun, ister küresel bir işletme için altyapı oluşturuyor olun, Ethernet modern ağın önemli bir bileşeni olmaya devam ediyor.
