الدرس 31 : بروتوكول Ethernet

بروتوكول Ethernet من بروتوكولات طبقة وصلة البيانات , و هو من اكثر البروتوكولات انتشاراً و استخداماً لنقل البيانات في الشبكة المحلية (LAN) بل و اصبح يستخدم في الشبكات الواسعة (WAN) ايضا , و تسمى الشبكة التي تستخدم هذا البروتوكول باسمه , شبكة Ethernet.

و توجد إصدارات كثيرة من هذا البروتوكول , كل إصدار يحدد معايير و مواصفات متنوعة للعمليات التي يقوم بها البروتوكول سواء في طبقة وصلة البيانات او في الطبقة الفيزيائية ,و يحدد انواع الكبلات و الوصلات المستخدمة… الخ

هذا و نلاحظ ان بروتوكول Ethernet هو من البروتوكولات الضخمة التي تحتوي على العديد و العديد من البروتوكولات الفرعية الاخرى التي تؤدي وظائف و عمليات مختلفة و تحدد معايير و مواصفات هذه العمليات و التي تحدث في طبقة وصلة البيانات و الطبقة الفيزيائية ايضا.

اصدارات بروتوكول Ethernet

توجد العديد من إصدارات بروتوكول Ethernet , كل إصدار يحدد معايير و مواصفات متنوعة للعمليات التي يقوم بها البروتوكول في كل من طبقة وصلة البيانات و الطبقة الفيزيائية.

Original IEEE Name	IEEE Shorthand	Informal Name	Speed	Typical Cabling
802.3i	10BASE-T	Ethernet	10 Mbps	UTP
802.3u	100BASE-T	Fast Ethernet	100 Mbps	UTP
802.3z	1000BASE-X	Gigabit Ethernet	1000 Mbps	Fiber
802.3ab	1000BASE-T	Gigabit Ethernet	1000 Mbps	UTP
802.3ae	10 GBASE-G	10 Gigabit Ethernet	10 Gbps	Fiber
802.3an	10 GBASE-T	10 Gigabit Ethernet	10 Gbps	UTP
802.3ba	40 GBASE-X	40 Gigabit Ethernet	40 Gbps	Fiber

انواع الكبلات المستخدمة مع بروتوكول Ethernet

في البداية استخدم بروتوكول Ethernet الكبلات المحورية Coaxial Cable , ثم بعد ذلك استخدم كبل UTP, و لاحقاً مع الإصدارات الحديثة استخدمت كبلات الألياف البصرية Fiber Optic.

و نلاحظ انه تم تطوير عدة انواع من كبلات UTP مع الاصدارات المختلفة لبروتوكول Ethernet, و بهذا اصبح هناك عدة فئات Categories من هذه الكبلات , و اشهرها الفئة Cat5 و الفئة الحديثة Cat6.

Category	Data Rate	Network Compatibility
Cat-1	1 Mbps	Analog Voice
Cat-2	4 Mbps	Token Ring Networks
Cat-3	10 Mbps	10 Base-T
Cat-4	16 Mbps	Token Ring Networks
Cat-5	100 Mbps	100 Base-TX
Cat-5e	1000 Mbps	1000 Base-TX
Cat-6	10 Gbps	10000Base-TX
Cat-6a	10 Gbps	10000Base-TX

RJ45

عند استخدام كبلات UTP يتم توصيل في نهاياتها موصل يسمى Registered jack 45 RJ45 , ليمكن هذه الكبلات من الإتصال بمنافذ بطاقات الشبكة NIC في الاجهزة المختلفة.

طريقة إعداد كبل Ethernet

يمكننا توصيل RJ45 في نهاية الكبلات UTP بترتيب اسلاك معين , فينتج لدينا عدة انواع من الكبلات , تستخدم لتوصيل اجهزة الشبكة المختلفة معا.

فكما ذكرنا سابقا ان كبل UTP يتكون من اربع ازواج من الاسلاك النحاسية, ترتب من 1 الى 8.

و عند توصيل RJ45 بنهاية هذه الكبلات يتم مراعاة ترتيب معين لهذه الاسلاك وفقاً لنوع الكبل الذي نريد الحصول عليه.

حيث توجد معايير لترتيب هذه الاسلاك في الكبل و توصيلها بالموصل RJ45 وضعتها منظمةElectronic Industries Alliance EIA, و اسمتها TIA/EIA 568-A و TIA/EIA 568-B.

TIA/EIA 568-A

1-Green/White

2-Green

3-Orange/White

4-Blue

5-Blue/White

6-Orange

7-Brown/White

8-Brown

TIA/EIA 568-B

1-Orange/White

2- Orange

3-Green/White

4-Blue

5-Blue/White

6-Green

7-Brown/White

8-Brown

كبل Straight Through Cable

في هذا الكبل يكون السن Pin الاول في RJ45 في احد الاطراف يقابله السن الاول في الطرف الاخر , و الثاني يقابل الثاني…… و هكذا.

حيث يمكن ان ينتهي كلا طرفي الكبل بنهاية تتبع المعيار T568A او T568B.

كبل Crossover Cable

في هذا الكبل يكون السن Pin الاول في RJ45 في احد الاطراف يقابله السن الثالث في الطرف الاخر , و السن الثاني يقابل السن السادس.

حيث ينتهي احد طرفي الكبل بنهاية تتبع المعيار T568B و الطرف الاخر بنهاية تتبع المعيار T568A.

كبل Rollover Cable

في هذا الكبل يكون السن Pin الاول في RJ45 في احد الاطراف يقابله السن الثامن في الطرف الاخر , و السن الثاني يقابل السن السابع …و هكذا.

يستخدم كل نوع من انواع الكبلات السابقة للتوصيل بين انواع محددة من اجهزة الشبكة.

Hub	Switch	Router	PC
Straight Through	Straight Through	Crossover	Crossover	PC
Straight Through	Straight Through	Crossover	Crossover	Router
Crossover	Crossover	Straight Through	Straight Through	Switch
Crossover	Crossover	Straight Through	Straight Through	Hub

ترويسة بروتوكول Ethernet

عند تغليف البيانات يقوم بروتوكول Ethernetبإضافة ترويسة Header و تذييل Trailerالى هذه البيانات ,تسمى الترويسة بـEthernet Headerو التذييل بـ Ethernet Trailer , تحتوي هذه الترويسة على معلومات هامة يستخدمها بروتوكول Ethernet مثل عنوان MAC الجهاز المرسل و الجهاز المستقبل.

حجم ترويسة بروتوكول (Ethernet) هو (22 Bytes)و حجم التذييل Trailer هو(4 Bytes), و الشكل التالي يوضح شكل Frame و حقول هذه الترويسة و التذييل:-