بررسی اترنت (Ethernet) به زبان ساده

تو مقاله قبلی در مورد TCP/IP صحبت شد. برای درک بهتر Ethernet لازمه یه مروری نسبت به TCP/IP داشته باشیم.

ویدیو مربوط به این مقاله: (کلیک کن)

TCP/IP: یه مجموعه پروتکل برای اینکه دستگاه‌ها بتونن با هم توی سطح جهانی (مثلا اینترنت) داده رد و بدل کنن.
Ethernet: یه روش فیزیکی برای وصل کردن دستگاه‌ها به هم تو یه محیط محلی (LAN). کارش اینه که سیم و جاده بده تا TCP/IP روی اون حرکت کنه.

چرا هم TCP/IP داریم و هم Ethernet؟
تصور کن میخوای برای دوستت یه نامه بفرستی.
TCP/IP: قوانین نوشتن نامه و آدرس‌گذاری. (چی تو پاکت بذاری، آدرس فرستنده و گیرنده کجا باشه، چه زبانی بنویسی…)
Ethernet: پستچی و جاده‌ای که نامه رو از خونه‌ی تو تا خونه‌ی دوستت می‌بره.
بدون TCP/IP نامه اصلا درست نوشته نمیشه.
بدون Ethernet نامه نوشته میشه ولی راهی برای رسوندنش وجود نداره.

مدل TCP/IP خودش چند لایه داره...
Application (برنامه‌ها مثل مرورگر، ایمیل و …)
Transport (TCP یا UDP - مسئول بسته‌بندی و ترتیب داده‌ها)
Internet (IP - مسئول آدرس‌دهی و مسیریابی)
Link / Network Access (اینجا میگه داده‌ها چطور روی شبکه‌ی واقعی جابجا بشن)
Ethernet کجا قرار میگیره؟
اترنت تو لایه‌ی چهارم TCP/IP یعنی لایه‌ی Link یا Network Access قرار می‌گیره.
اترنت یکی از پیاده‌سازی‌ها یا روش‌های عملی برای لایه‌ی Link توی TCP/IP هست.
یه مثال جالب:
فرض کن TCP/IP میگه باید غذا رو برسونی به مشتری ولی نگفته چطوری.
Ethernet میگه: باشه، من با موتور می‌برم.
Wi-Fi میگه: من با پهپاد می‌برم.
قانون TCP/IP ثابت می‌مونه، ولی روش‌های حمل‌ونقل میتونن متفاوت باشن.
درنهایت:
TCP/IP: مدل و پروتکل‌های اصلی اینترنت.
Ethernet: یکی از روش‌های لایه‌ی Link برای اجرای TCP/IP
Ethernet بخشی از TCP/IP نیست، ولی زیر همون چتر و در خدمت TCP/IP کار میکنه.


حالا بریم سراغ توضیح اصلی Ethernet 😊

اترنت یه تکنولوژیه که میگه چطور دستگاه‌ها با سیم/فیبر به هم وصل شن و داده‌ها رو به شکل فریم (Frame) جابجا کنن. داخل هر فریم اترنت نوشته میشه:
فرستنده کیه (MAC Address)
گیرنده کیه (MAC Address)
داده‌ای که باید منتقل بشه (که همون بسته‌های TCP/IP می‌تونن باشن)
یعنی اترنت مثل وانت باریه که بسته‌های TCP/IP رو روی جاده می‌بره.

قبل از اینکه Ethernet بیاد اگه می‌خواستی بین دو کامپیوتر داده جابجا کنی، باید با چیزایی مثل کابل سریال (Serial) یا کابل موازی (Parallel) بصورت مستقیم وصلشون می‌کردی. این یعنی هر ارتباط فقط بین دو تا کامپیوتر برقرار می‌شد (Point to Point).
مشکلش چی بود؟
اگه 10 تا کامپیوتر داشتی، باید برای هرکدوم کابل جدا بزنی! خیلی سخت و غیرعملی.
سرعت و مدیریت هم افتضاح بود.
وقتی شرکت‌ها و دانشگاه‌ها شروع کردن چندین کامپیوتر رو کنار هم قرار دادن، نیاز شد که:
همه بتونن با همدیگه توی یه شبکه محلی (LAN) ارتباط بگیرن.
نیاز به یه سیستم سریع، ارزان و قابل توسعه بود.
اینجا بود که یه مهندس به اسم رابرت متکالف (Robert Metcalfe) ایده‌ی Ethernet رو معرفی کرد.
متکالف گفت:
به جای اینکه هر کامپیوتر با کابل جدا به همه وصل بشه، همه رو به یه کابل مشترک (bus) وصل می‌کنیم.
هر دستگاه یه آدرس منحصربه‌فرد داشته باشه (که شد MAC Address).
وقتی یه دستگاه می‌خواد داده بفرسته، داده‌اش رو تو یه بسته به اسم Frame (فریم) میذاره و می‌فرسته روی کابل.
همه‌ی دستگاه‌ها اون فریم رو می‌بینن، ولی فقط اون دستگاهی که آدرسش توی فریم هست، جواب میده.
این شد اترنت! یه روش برای اینکه چندین دستگاه بتونن روی یه رسانه مشترک با هم حرف بزنن.
چطوری توسعه پیدا کرد؟
اول اترنت روی یه کابل ضخیم کواکسیال بود. سرعت 10 مگابیت بر ثانیه.
بعد شد کابل Thin Ethernet.
بعدش فیبر و کابل شبکه (Twisted Pair).
الان سرعت‌ها رسیدن به صدها مگابیت و حتی چندین گیگابیت.
ولی اصول همونه! یعنی MAC Address + Frame + یک رسانه مشترک.

برای بار چندم، TCP/IP بدون اترنت (یا روش مشابه مثل WiFi) نمی‌تونه کار کنه، چون راه انتقال نداره.



جمع بندی نهایی:
قبل اترنت: فقط ارتباط‌های دوتایی مستقیم.
با اترنت: همه‌ی دستگاه‌ها توی یه شبکه محلی می‌تونن راحت با هم داده جابجا کنن.
سازنده: رابرت متکالف.
کارکرد: داده‌ها رو به شکل فریم روی یه رسانه مشترک می‌فرسته.
ارتباط با TCP/IP: اترنت مثل جادست، TCP/IP مثل قوانین رانندگی و آدرس‌گذاری.