Всё, что нужно знать об Ethernet

Свою статью технологический журналист и обозреватель издания WIRED Саймон Хилл посвятил технологии Ethernet, которая никуда не исчезла и по-прежнему остается основой современных компьютерных сетей.

До того как Wi-Fi стал повсеместным, именно Ethernet являлся основным способом подключения устройств к сети – как в локальных (LAN), так и в глобальных (WAN) сетях. Однако, он остаётся востребованным и сегодня, поскольку передача данных по кабелю обычно быстрее, а главное – надёжнее и безопаснее, чем по радиоволнам, как это происходит в Wi-Fi. Поэтому Ethernet продолжает активно использоваться как в корпоративной среде, так и дома.

История Ethernet

Технологию создали в 1973 году инженеры исследовательского центра Xerox PARC. Она позволяла быстро объединять несколько компьютеров в локальную сеть. Её название происходит от понятия «светоносный эфир».

Xerox со временем отказалась от торговой марки Ethernet, а в 1983 году институт IEEE официально утвердил стандарт 802.3. Ethernet стал доминирующим стандартом благодаря открытости (оборудование выпускали разные производители) и обратной совместимости версий: новые поколения стандарта продолжали работать с предыдущими версиями, позволяя постепенно модернизировать сети без полной замены инфраструктуры.

За десятилетия технология эволюционировала весьма значительно. Первые сети обеспечивали скорость всего 10 Мбит/с, в 1995 году появился Fast Ethernet (100 Мбит/с), в 1999-м – Gigabit Ethernet, к 2002-му – 10-гигабитный Ethernet, в 2003-м – технология Power over Ethernet (питание и данные по одному кабелю). Далее скорости выросли до 40 и 100 Гбит/с (2010 год). Сегодня для домашнего использования доступен максимум 40 Гбит/с, что с большим запасом перекрывает типичные потребности, тогда как более производительные решения используются преимущественно в центрах обработки данных.

Ethernet против Wi-Fi

У Ethernet три главных преимущества: он обычно быстрее, стабильнее и безопаснее. Кабельная передача данных практически не подвержена радиопомехам, обеспечивает минимальную задержку и стабильную пропускную способность.

Из явных минусов – необходимость прокладки кабелей и наличие у устройств соответствующих Ethernet-портов. Монтаж проводной сети может потребовать ремонта помещения или хотя бы аккуратной прокладки кабелей, что делает Wi-Fi гораздо более удобным вариантом для большинства пользователей.

Хотя Wi-Fi 7 по скорости технически способен конкурировать с Ethernet, беспроводная связь подвержена помехам и колебаниям скорости, а также «bufferbloat» – заторам, происходящим из-за необходимости делить один и тот же канал между несколькими устройствами. Ethernet же предоставляет каждому устройству собственный выделенный канал. При этом итоговая скорость соединения всегда будет ограничена самым слабым звеном – кабелем, портом или коммутатором.

Категории кабелей

В статье подчёркивается большое значение правильного выбора кабеля. Сегодня используются несколько категорий Ethernet-кабелей – о от Cat 5 (до 100 Мбит/с) до Cat 8 (до 25-40 Гбит/с). Для большинства домашних сетей достаточно Cat 5e или Cat 6 (до 1 Гбит/с), но автор рекомендует для основных магистралей (например, от роутера к коммутатору) сразу брать Cat 6a – она поддерживает до 10 Гбит/с, а разница в цене минимальна. Кабели Cat 7a/8 (40 Гбит/с) для обычного дома избыточны и дороги.

При выборе кабеля также стоит обращать внимание на его тип и качество изготовления. Как известно, кабели бывают неэкранированные (UTP) и экранированные (STP/FTP). Экран защищает от помех, но делает кабель толще и жёстче. Автор предупреждает: повреждённый кабель не обязательно перестаёт работать полностью – устройство может просто «увидеть» его как кабель более низкой категории и ограничить скорость.

Порты и коммутаторы

Не менее важны сетевые порты и коммутаторы. У большинства роутеров и mesh-систем ограниченное число портов – обычно гигабитных, у некоторых до 2,5 или даже 10 Гбит/с. Для расширения числа портов или разводки кабелей по дому используются Ethernet-коммутаторы (свитчи) – управляемые (для тонкой настройки) или неуправляемые (дешевле и проще, просто «подключи и работай»). Простые неуправляемые коммутаторы подходят большинству пользователей, тогда как управляемые модели позволяют настраивать приоритет трафика, контролировать работу сети и использовать дополнительные функции безопасности.

Power-over-Ethernet (PoE)

Отдельного внимания заслуживает технология Power over Ethernet (PoE). PoE позволяет по одному кабелю передавать и данные, и питание , что весьма удобно для камер видеонаблюдения, терминалов видеосвязи, точек доступа и некоторых устройств «умного дома». Автор перечисляет стандарты:

• PoE (802.3af) — до ~15 Вт
• PoE+ (802.3at) — до 30 Вт
• PoE++ (802.3bt) — до 60 Вт
• 4PPoE (802.3bt) — до 90 Вт

Как видно, современные версии стандарта способны передавать до 90 Вт мощности, что значительно упрощает монтаж оборудования и избавляет от необходимости прокладывать отдельную электрическую проводку. Для работы PoE потребуется соответствующий PoE-коммутатор, обеспечивающий питание.

Использование Ethernet в домашних сетях

Прокладка кабелей по всему дому позволяет достичь максимума скорости, стабильности и безопасности, но потребует сверления стен и разводки – что далеко не всех устроит. Автор считает, что наиболее рациональным решением является комбинированный подход. Он рекомендует владельцам mesh-систем с поддержкой проводного backhaul протянуть кабель от главного роутера к узлам/сателлитам – иначе mesh-система будет использовать часть беспроводной полосы для связи между узлами, замедляя Wi-Fi для подключённых устройств. Рекомендуется подключить по Ethernet наиболее требовательные к качеству связи устройства – стационарные компьютеры, игровые консоли, телевизоры с поддержкой потокового видео и сетевые хранилища. Остальные гаджеты могут продолжать работать по Wi-Fi без заметной потери удобства.

Для тех, же кто снимает жильё или не хочет сверлить стены, предлагаются альтернативы: Powerline-адаптеры (передача сигнала через электропроводку дома) и MoCA(использование уже проложенных коаксиальных кабелей для передачи интернет-сигнала).

А как же Wi-Fi?

Для большинства пользователей Wi-Fi остаётся оптимальным решением, благодаря простоте подключения устройств. Современные стандарты (Wi-Fi 6, Wi-Fi 6E, Wi-Fi 7) дают более чем достаточную скорость для стриминга и игр. Но если возникают проблемы со стабильностью или помехами, автор советует рассмотреть переход на проводной Ethernet.

Несмотря на впечатляющий прогресс Wi-Fi, Ethernet продолжает занимать особое место в мире сетевых технологий. Там, где важны максимальная скорость, минимальная задержка и стабильность соединения, кабель по-прежнему остается вне конкуренции. При этом пользователям вовсе не обязательно выбирать что-то одно: оптимальный вариант – объединить преимущества обеих технологий, используя Wi-Fi для мобильности, а Ethernet – для самых требовательных устройств и задач. Именно такой подход позволяет получить быструю, надежную и удобную домашнюю или офисную сеть без лишних компромиссов.

Источник: Wired

Изображение для иллюстрации. Источник: Magnific.com