اقرأ في هذا المقال
- ما هو الإيثرنت السريع Fast Ethernet؟
- إصدارات إيثرنت بسرعة 100 ميجابت في الثانية
- تنسيق إطار بيانات إيثرنت سريع 802.3u
- سرعة نقل البيانات في الإيثرنت 100Base T
- تطبيقات الإيثرنت السريع
تمكنت (Fast Ethernet) من توصيل البيانات بمعدل (100 ميجابت في الثانية)، وهو ما يمثل تحسناً ملحوظاً مقارنة بأنظمة الإيثرنت الأصلية التي تبلغ (10 ميجابت في الثانية)، حيث تم إصداره بموجب (IEEE 802.3u) في عام 1995م، وعلى الرغم من أنّ التكنولوجيا قد انتقلت بشكل كبير إلى معايير مثل (1000 ميجابت في الثانية) أو (1 جيجابت إيثرنت) وحتى (10 جيجابت إيثرنت).
ما هو الإيثرنت السريع Fast Ethernet؟
هو وسيط سريع للغاية لنقل البيانات، وكان يُستخدم على نطاق واسع لشبكات المنطقة المحلية (LAN) والعديد من شبكات المنطقة الواسعة (WAN) خاصةً عند استخدام الوسائط القائمة على الألياف، كما لا يزال من الممكن رؤية (100 ميجابت في الثانية) من (Fast Ethernet) على المعدات القديمة مثل أجهزة الكمبيوتر القديمة ومحولات (Ethernet) وأجهزة توجيه (Ethernet) والطابعات.
إصدارات إيثرنت بسرعة 100 ميجابت في الثانية:
هناك عدة إصدارات من الإيثرنت بسرعة (100 ميجابت في الثانية)، كما تم تخصيصها باستخدام تكوين (100BASE-xx) حيث يشير الرقم “100” إلى السرعة بالميجابت في الثانية، ويشير “BASE” إلى النطاق “BASEBAND” وتشير اللاحقة “xx” إلى الوسيط.
| الإصدار | التفاصيل |
| 100BASE-TX | يستخدم زوجين من فئة الأزواج الملتوية غير المحمية (5 UTP)، حيث تعمل على الفئة (Cat 6) أو الفئة (Cat 7) أيضاً، لكنّه لم يكن متاحاً عند إطلاق (100BASE-T). |
| 1000BASE-T4 | هذا شكل من (100BASE-T) يستخدم أربعة أزواج من الفئة (Cat 3). |
| 1000BASE-TX | هذا شكل من (100BASE-T) يستخدم زوجين من الفئة (Cat 3). |
| 100BASE-FX | يستخدم هذا الإصدار خيطين من الألياف الضوئية متعددة الأوضاع للاستقبال والإرسال حيث يبلغ الحد الأقصى للطول (400 متر) للتوصيلات أحادية الاتجاه؛ لضمان اكتشاف التصادمات أو 2 كيلومتراً للازدواج الكامل، وهو مخصص بشكل أساسي للاستخدام الأساسي. |
| 100BASE-SX | يستخدم هذا خيطين من الألياف الضوئية متعددة الأوضاع للاستقبال والإرسال، كما إنّه بديل أقل تكلفة لاستخدام (100Base-FX)؛ لأنّه يستخدم بصريات قصيرة الطول الموجي والتي تعتبر أقل تكلفة بكثير من البصريات ذات الطول الموجي الطويل المستخدمة في (100Base-FX)، أمّا (100Base-SX) يمكن أن تعمل على مسافات تصل إلى (300 متر). |
| 100Base-BX | يستخدم هذا الإصدار من الإيثرنت (100 ميجابت في الثانية) خيطاً واحداً من الألياف الضوئية على عكس (100BASE-FX)، والذي يستخدم زوجاً من الألياف، كما يتم استخدام الألياف أحادية الوضع جنباً إلى جنب مع مُضاعِف خاص يُقسم الإشارة إلى أطوال موجية إرسال واستقبال. |
يتم تعريف “100BASE-T Ethernet” المعروف أيضاً باسم “Fast Ethernet” ضمن عائلة معايير (802.3) ضمن “802.3u”، وهي شبكة وسائط محلية مشتركة، حيث تشترك جميع العقد داخل الشبكة في عرض النطاق الترددي البالغ (100 ميجابت في الثانية)، بالإضافة إلى ذلك فإنّه يتوافق مع نفس تقنيات التشغيل الأساسية التي تستخدمها الأنواع الأخرى للإيثرنت، حيث يستخدم طريقة الوصول (CSMA / CD)، ولكن هناك بعض الاختلافات الطفيفة في طريقة عمل النظام ككل.
ملاحظة:تكون (UTP) هي اختصار “Unshielded Twisted Pairs”، و (CSMA / CD) هي اختصار لـ “Carrier-sense multiple access with collision detection”.
تنسيق إطار بيانات إيثرنت سريع 802.3u:
- المقدمة (PRE): هي بطول (7 بايت) وتتكون من سلسلة من “1” و”0″ بالتناوب، وهذا يحذر أجهزة الاستقبال من أنّ إطار البيانات قادم ويسمح لهم بالمزامنة معه.
- محدد الإطار (SOF): يبلغ طول هذا بايت واحداً فقط ويتألف من نمط متناوب من “0” و”1″ وينتهي ببتين محددين على “1” منطقي، حيث يشير هذا إلى أنّ البت التالي في الإطار سيكون عنوان الوجهة.
- عنوان الوجهة (DA): يبلغ طوله 6بايت، حيث يحدد المتلقي الذي يجب أن يتلقى البيانات، كما يتبع الجزء الأيسر من أقصى بايت في أقصى اليسار من عنوان الوجهة مباشرةً (SOF).
- عنوان المصدر (SA): يبلغ طوله 6 بايت.
- الطول أو النوع (Length / Type): يُشير هذا الحقل المكون من (2 بايت) إلى طول بيانات الحمولة، كما قد يوفر أيضاً مُعرّف الإطار إذا تم تجميع الإطار باستخدام تنسيق بديل.
- البيانات (Data): هذا القسم له طول متغير وفقاً لكمية البيانات في الحمولة، كما قد يكون ما بين (46 و1500 بايت)، حيث إذا كان طول البيانات أقل من (46 بايت)، فسيتم إرسال البيانات الوهمية لإخراجها للوصول إلى الحد الأدنى للطول.
- تسلسل التحقق من الإطار (FCS): يبلغ طوله أربعة بايت، حيث يحتوي هذا على فحص التكرار الدوري (CRC) على حوالي (32 بت) الذي يتم استخدامها لفحص الأخطاء.
ملاحظة:تُشير (SA) إلى “Source Address” و(FCS) إلى “Frame Check Sequence” و(DA) إلى “Destination Address” و(SOF) إلى “Start Of Frame” و(PRE) إلى ” Preamble” و(CRC) على “cyclic redundancy check”.
سرعة نقل البيانات في الإيثرنت 100Base T:
إنّ معدل بت البيانات الأقصى النظري للنظام هو (100 ميجابت في الثانية)، حيث يكون معدل نقل الحمولة على الشبكات الحقيقية أقل بكثير من الحد الأقصى النظري، وذلك لأنّ البيانات الإضافية في شكل الرأس والممر أي بتات العنوان وبت اكتشاف الأخطاء (Error-detection bits) على كل حزمة جنباً إلى جنب مع الحزمة التالفة العرضية (Occasional Corrupted Packet)، والتي تحتاج إلى إعادة إرسالها حيث تعمل على إبطاء نقل البيانات، بالإضافة إلى هذا الوقت الضائع في الانتظار بعد كل حزمة مرسلة للأجهزة الأخرى على الشبكة لإنهاء الإرسال.
إيثرنت سريع باستخدام كابل Cat 5:
يمكن نقل (Fast Ethernet) عبر مجموعة متنوعة من الوسائط، ولكن (100Base-t) هو الشكل الأكثر شيوعاً ويتم نقله عبر كابل (Cat 5)، كما تحتوي هذه الكابلات على أربع مجموعات من الأسلاك المزدوجة الملتوية، والتي يتم استخدام اثنتين منها فقط لـ (10Base-T) أو (100Base-T)، أمّا بالنسبة إلى (10Base-T) و(100Base-T).
يتم استخدام زوج واحد من الأسلاك للبيانات المرسلة (TD) وآخر للبيانات المستلمة (RD)، حيث يتم نقل البيانات بشكل تفاضلي عبر الأسلاك وبهذه الطريقة تحمل الأسلاك “+” و “-” إشارات متساوية ومعاكسة ونتيجةً لذلك، كما يتم إلغاء أي إشعاع.
ملاحظة:إنّ (Cat) هي اختصار لـ “Category”و(TD) لـ “Transmitted Data” و(RD) لـ “Received Data”.
تطبيقات الإيثرنت السريع:
إنّ (Fast Ethernet) على شكل (100Base-T)، أصبح (IEEE 802.3u) أحد أكثر أشكال الإيثرنت استخداماً كما أصبح مستخدَماً عالمياً تقريباً لتطبيقات (LAN) نظراً لسهولة استخدامه، وحقيقة أنّ الأنظمة يمكن أن تستشعر ما إذا كان يجب استخدام سرعات (10Base-T) أو (100Base-T)، وبهذه الطريقة يمكن دمج أنظمة (100Base-T) بشكل مطرد ودمجها مع معدات (10Base-T) الحالية.
سيتم استخدام معيار المواصفات الأعلى بمجرد أن يكون كلا العنصرين المتصلين (100Base-T)، بالإضافة إلى ذلك يتم استخدام الإصدار القائم على الألياف أيضاً، ولكن لحقيقة أنّ كابل (Cat5) رخيص جداً وسهل الاستخدام، فإن الإصدار السلكي أكثر شيوع، ومع ذلك تتميز نسخة الألياف بأنّها قادرة على التواصل عبر مسافات أكبر.
تُستخدم منافذ (Ethernet) السريعة على محولات اللإيثرنت؛ لتوفير نطاق ترددي أكبر بين مجموعات العمل بسرعات (100 ميجابت في الثانية)، كما تم إنشاء محولات أساسية جديدة لتقديم الدعم للوصلات الصاعدة جيجابت إيثرنت بسرعة (1000 ميجابت في الثانية) للتعامل مع حركة مرور الشبكة، كما يتم استخدام معدات مثل مكررات (Ethernet) السريعة في المناطق المشتركة لتجميع محولات (Ethernet) مع مجموعات الخوادم في أنابيب كبيرة (100 ميجابت في الثانية)، وهذه هي الطريقة الأكثر فعالية من حيث التكلفة لتنمية الشبكات داخل المؤسسة المتوسطة.
