Ethernet/ईथरनेट

ईथरनेट (Ethernet: )

ईथरनेट एक ऐसा प्रोटोकॉल है जो सभी डिवाइसों को सभी साझा किए गए एकल केबल की मदद से नेटवर्क पर अन्य सभी उपकरणों के साथ संचार करने में सक्षम बनाता है। यह मूल रूप से दो सरल पर काम करता है प्रधान अध्यापक:- 1. एक निश्चित समय पर केवल एक उपकरण संचारित होगा और बाकी सभी वाहक के सुनने में होंगे। पैकेट सभी को भेजा जाएगा लेकिन केवल सही नोड द्वारा प्राप्त किया जाएगा। बाकी सभी नोड इस पैकेट को अस्वीकार कर देंगे। एक बार पैकेट को अग्रेषित करने के बाद अगला उपकरण समाप्त हो जाएगा और अन्य सभी सुनने में होंगे। 2. यदि दो डिवाइस एक ही समय में अग्रेषित करना शुरू करते हैं तो पैकेट की टक्कर होगी और संवेदन के बाद दोनों उपकरण प्रसारण बंद कर देंगे और फिर से एक-एक करके प्रसारण शुरू कर देंगे।

1973 में, ज़ेरॉक्स कॉरपोरेशन के पालो ऑल्टो रिसर्च सेंटर (जिसे आमतौर पर PARC के रूप में जाना जाता है) में, शोधकर्ता बॉब मेटकाफ ने पहले ईथरनेट नेटवर्क का डिजाइन और परीक्षण किया। ज़ेरॉक्स के "ऑल्टो" कंप्यूटर को प्रिंटर से लिंक करने के तरीके पर काम करते समय, मेटकाफ ने केबल बिछाने की भौतिक विधि विकसित की जो ईथरनेट पर कनेक्टेड उपकरणों के साथ-साथ केबल पर संचार को नियंत्रित करने वाले मानकों पर आधारित थी। तब से ईथरनेट दुनिया में सबसे लोकप्रिय और सबसे व्यापक रूप से तैनात नेटवर्क तकनीक बन गया है।

मूल ईथरनेट ने नेटवर्क पर सभी उपकरणों द्वारा साझा किए गए एकल केबल पर संचार का वर्णन किया। एक बार इस केबल से जुड़ा एक उपकरण, इसमें किसी अन्य संलग्न उपकरण के साथ संचार करने की क्षमता थी। यह नेटवर्क को पहले से ही उन उपकरणों में किसी भी संशोधन की आवश्यकता के बिना नए उपकरणों को समायोजित करने के लिए विस्तार करने की अनुमति देता है।

ईथरनेट कैसे काम करता है (केवल अग्रिम पाठकों के लिए)

ईथरनेट एक स्थानीय क्षेत्र तकनीक है, जिसमें नेटवर्क एकल बिल्डिंग के भीतर पारंपरिक रूप से काम करते हैं, जो डिवाइस को निकटता में जोड़ते हैं। अधिक से अधिक, ईथरनेट डिवाइस में उनके बीच केवल कुछ सौ मीटर की केबल हो सकती है, जिससे भौगोलिक रूप से छितरी हुई जगहों को कनेक्ट करना अव्यावहारिक हो जाता है। आधुनिक प्रगति ने इन दूरियों को काफी बढ़ा दिया है, जिससे ईथरनेट नेटवर्क दसियों किलोमीटर तक फैल सकता है।

प्रोटोकॉल

नेटवर्किंग में, शब्द प्रोटोकॉल संचार को नियंत्रित करने वाले नियमों के एक समूह को संदर्भित करता है। प्रोटोकॉल कंप्यूटर के लिए हैं कि भाषा मनुष्यों के लिए क्या है। चूंकि यह लेख अंग्रेजी में है, इसे समझने के लिए आपको अंग्रेजी पढ़ने में सक्षम होना चाहिए। इसी तरह, एक नेटवर्क पर दो उपकरणों के लिए सफलतापूर्वक संवाद करने के लिए, उन्हें दोनों को एक ही प्रोटोकॉल को समझना होगा।

ईथरनेट शब्दावली

ईथरनेट नियमों के एक सरल सेट का अनुसरण करता है जो इसके मूल संचालन को नियंत्रित करता है। इन नियमों को बेहतर ढंग से समझने के लिए, ईथरनेट शब्दावली की मूल बातें समझना महत्वपूर्ण है।

मध्यम

ईथरनेट डिवाइस एक सामान्य माध्यम से जुड़ते हैं जो एक रास्ता प्रदान करता है जिसके साथ इलेक्ट्रॉनिक सिग्नल यात्रा करेंगे। ऐतिहासिक रूप से, यह माध्यम समाक्षीय तांबा केबल रहा है, लेकिन आज यह अधिक सामान्यतः एक मुड़ जोड़ी या फाइबर ऑप्टिक केबलिंग है।

खंड

हम ईथरनेट खंड के रूप में एकल साझा माध्यम का उल्लेख करते हैं। नोड डिवाइस जो उस सेगमेंट से जुड़ते हैं वे स्टेशन या नोड होते हैं। ढांचा नोड्स छोटे संदेशों में कहे जाते हैं, जिन्हें फ्रेम कहा जाता है, जो सूचनाओं के भिन्न आकार होते हैं।

फ़्रेम

मानव भाषा में वाक्यों के अनुरूप हैं। अंग्रेजी में, हमारे वाक्य बनाने के नियम हैं: हम जानते हैं कि प्रत्येक वाक्य में एक विषय और एक विधेय होना चाहिए। ईथरनेट प्रोटोकॉल फ्रेम के निर्माण के लिए नियमों का एक सेट निर्दिष्ट करता है। फ़्रेम के लिए अधिकतम लंबाई, और फ़्रेम में दिखाई देने वाली आवश्यक जानकारी का एक सेट होना चाहिए। प्रत्येक फ्रेम में शामिल होना चाहिए, उदाहरण के लिए, प्राप्तकर्ता और एक नाम भेजने वाले दोनों एक विशेष व्यक्ति की पहचान करते हैं। कोई भी ईथरनेट उपकरण कभी भी एक ही पता नहीं होना चाहिए। ईथरनेट माध्यम चूंकि ईथरनेट माध्यम पर एक संकेत हर संलग्न नोड तक पहुंचता है, इसलिए फ्रेम के इच्छित प्राप्तकर्ता की पहचान करना महत्वपूर्ण है.

उदाहरण के लिए, ऊपर दिए गए चित्र में, जब कंप्यूटर B प्रिंटर C पर पहुंचाता है, तो कंप्यूटर A और D अभी भी फ्रेम को प्राप्त करेंगे और उसकी जांच करेंगे। हालांकि, जब कोई स्टेशन पहली बार एक फ्रेम प्राप्त करता है, तो यह गंतव्य पते को देखने के लिए जांचता है कि क्या इसकी सामग्री की जांच के बिना भी फ्रेम इसके लिए अभिप्रेत है।

ईथरनेट पते के बारे में एक दिलचस्प बात एक पते का कार्यान्वयन है। प्रसारण पते के बराबर एक गंतव्य पते के साथ एक फ्रेम (बस संक्षिप्त रूप में प्रसारण कहा जाता है) नेटवर्क पर प्रत्येक नोड के लिए अभिप्रेत है, और प्रत्येक नोड इस प्रकार के फ्रेम को प्राप्त और संसाधित करेगा। इस प्रकार के फ्रेम को प्रोसेस करें।

सीएसएमए / सीडी

CSMA / CD का संक्षिप्त नाम टकराव का पता लगाने के साथ वाहक-बोध को कई पहुंच में दर्शाता है और बताता है कि ईथरनेट प्रोटोकॉल नोड्स के बीच संचार को कैसे नियंत्रित करता है। जबकि यह शब्द डराने वाला लग सकता है, अगर हम इसे इसके घटक अवधारणाओं में तोड़ते हैं तो हम देखेंगे कि यह उन लोगों के समान नियमों का वर्णन करता है जो लोग विनम्र बातचीत में उपयोग करते हैं। ईथरनेट के संचालन को स्पष्ट करने में मदद करने के लिए, हम एक डिनर टेबल वार्तालाप की उपमा का उपयोग करेंगे। डिनर टेबल के रूप में हमारे ईथरनेट सेगमेंट का प्रतिनिधित्व करते हैं, और टेबल पर विनम्र बातचीत में लगे कई लोगों को नोड्स का प्रतिनिधित्व करते हैं। एकाधिक एक्सेस शब्द को शामिल किया गया है जो हमने पहले ही ऊपर चर्चा की थी: जब एक ईथरनेट स्टेशन संचारित होता है, तो माध्यम के सभी स्टेशन ट्रांसमिशन सुनते हैं, जैसे कि जब एक व्यक्ति टेबल पर बात करता है, तो मौजूद हर कोई उसे या उसे सुनने में सक्षम होता है। अब कल्पना कीजिए कि आप मेज पर हैं और आपके पास कुछ ऐसा है जो आप कहना चाहते हैं। फिलहाल, मैं बात कर रहा हूं। चूँकि यह एक विनम्र वार्तालाप है, बजाय इसके तुरंत बोलना और बीच में आना, आप तब तक इंतजार करेंगे जब तक मैं आपका बयान करने से पहले बात नहीं कर लेता। ईथरनेट प्रोटोकॉल के रूप में ईथरनेट प्रोटोकॉल में वर्णित यह एक ही अवधारणा है। एक स्टेशन संचारित होने से पहले, यह निर्धारित करने के लिए माध्यम को "सुनता है" कि क्या कोई अन्य स्टेशन संचारित हो रहा है। यदि माध्यम शांत है, तो स्टेशन पहचानता है कि यह संचारित करने का उपयुक्त समय है।

टक्कर की पहचान (Collision Detection )

कैरियर-सेंस मल्टीपल एक्सेस हमें अपनी बातचीत को विनियमित करने में एक अच्छी शुरुआत देता है, लेकिन एक परिदृश्य है जिसे हमें अभी भी संबोधित करने की आवश्यकता है। आइए हम अपनी डिनर टेबल की उपमा पर वापस जाएं और कल्पना करें कि बातचीत में एक क्षणिक कमी है। आप और मैं दोनों के पास कुछ ऐसा है जिसे हम जोड़ना चाहते हैं, और हम दोनों मौन के आधार पर "वाहक समझें", इसलिए हम लगभग एक ही समय में बोलना शुरू करते हैं। ईथरनेट शब्दावली में, टकराव तब होता है जब हम दोनों एक साथ बोलते थे।

हमारी बातचीत में, हम इस स्थिति को इनायत से संभाल सकते हैं। हम दोनों दूसरे भाषण को उसी समय सुनते हैं जब हम बोल रहे होते हैं, इसलिए हम दूसरे व्यक्ति को जाने का मौका देने से रोक सकते हैं। ईथरनेट नोड्स भी माध्यम को सुनते हैं, जबकि वे यह सुनिश्चित करने के लिए संचारित करते हैं कि वे उस समय केवल स्टेशनट्रांसमिटिंग हैं। यदि स्टेशन अपने स्वयं के प्रसारण को एक विकृत रूप में लौटते हुए सुनते हैं, जैसा कि कुछ अन्य स्टेशन ने एक ही समय में अपना संदेश प्रसारित करना शुरू कर दिया है, तो उन्हें पता होगा कि टक्कर हुई थी। एक एकल ईथरनेट खंड को कभी-कभी टकराव डोमेन कहा जाता है क्योंकि खंड पर कोई भी दो स्टेशन बिना टकराव के एक ही समय में संचारित नहीं हो सकते हैं। जब स्टेशन टकराव का पता लगाते हैं, तो वे संचरण को रोकते हैं, एक यादृच्छिक समय की प्रतीक्षा करते हैं, और जब वे फिर से माध्यम पर मौन का पता लगाते हैं तो संचारित होने का प्रयास करते हैं।

यादृच्छिक ठहराव और पुनः प्रयास प्रोटोकॉल का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है। यदि दो स्टेशन एक बार संचारित होते हैं, तो दोनों को फिर से संचारित करने की आवश्यकता होगी। संचार करने के लिए अगले उपयुक्त अवसर पर, पिछली टक्कर से जुड़े दोनों स्टेशनों में संचारित करने के लिए डेटा तैयार होगा। यदि वे पहले अवसर पर फिर से प्रेषित होते हैं, तो वे सबसे अधिक बार फिर से अनिश्चित काल तक टकराएंगे। इसके बजाय, यादृच्छिक विलंब यह संभावना नहीं बनाता है कि कोई भी दो स्टेशन एक पंक्ति में कुछ समय से अधिक टकराएंगे

ईथरनेट की सीमा

एक एकल साझा केबल एक पूर्ण ईथरनेट नेटवर्क के लिए आधार के रूप में काम कर सकता है, जो कि हमने ऊपर चर्चा की है। हालाँकि, इस मामले में हमारे ईथरनेट नेटवर्क के आकार की व्यावहारिक सीमाएँ हैं। एक प्राथमिक चिंता साझा केबल की लंबाई है।

विद्युत संकेत एक केबल के साथ बहुत तेज़ी से फैलते हैं, लेकिन वे यात्रा करते समय कमजोर हो जाते हैं, और पड़ोसी उपकरणों (फ्लोरोसेंट रोशनी, उदाहरण के लिए) से विद्युत हस्तक्षेप सिग्नल को हाथापाई कर सकते हैं। एक नेटवर्क केबल इतना कम होना चाहिए कि विपरीत छोर पर लगे उपकरण एक-दूसरे के संकेतों को स्पष्ट रूप से और न्यूनतम विलंब के साथ प्राप्त कर सकें। यह ईथरनेट नेटवर्क पर दो उपकरणों (जिसे नेटवर्क व्यास कहा जाता है) के बीच अधिकतम पृथक्करण पर एक दूरी सीमा रखता है। इसके अतिरिक्त, चूंकि में

CSMA / CD एक एकल डिवाइस एक निश्चित समय पर संचारित हो सकता है, ऐसे उपकरणों की संख्या की व्यावहारिक सीमाएं हैं जो एकल नेटवर्क में सह-अस्तित्व में हो सकते हैं। एक साझा सेगमेंट में बहुत सारे उपकरणों को संलग्न करें और माध्यम के लिए विवाद बढ़ जाएगा। हर डिवाइस को संचारित होने का मौका मिलने से पहले लंबे समय तक इंतजार करना पड़ सकता है।

विभाजन (Segmentation )

हमारे डिनर टेबल सादृश्य में, बातचीत करने वाले एक टेबल पर हमारे पास कुछ ही लोग थे, इसलिए किसी भी समय खुद को एक ही स्पीकर तक सीमित रखना संचार के लिए महत्वपूर्ण बाधा नहीं थी। लेकिन क्या होगा अगर मेज पर कई लोग थे और किसी भी समय केवल एक को बोलने की अनुमति थी?

व्यवहार में, हम जानते हैं कि इन जैसी परिस्थितियों में सादृश्य टूट जाता है। लोगों के बड़े समूहों के साथ, कई अलग-अलग बातचीत एक साथ होना आम है। यदि भीड़ भरे कमरे में या भोज में केवल एक ही व्यक्ति किसी भी समय बोलने में सक्षम होता है, तो बहुत से लोग निराश होकर बात करने का मौका पाने की प्रतीक्षा में रहते हैं। मनुष्यों के लिए, समस्या स्वयं-सही है: आवाज़ें केवल इतनी दूर तक ले जाती हैं, और कान आसपास के शोर से एक विशेष बातचीत निकालने में माहिर है। यह हमारे लिए एक पार्टी के सम्मेलन में कई छोटे समूहों के लिए आसान बनाता है

समान कक्ष; लेकिन नेटवर्क केबल लंबी दूरी पर सिग्नल को जल्दी और कुशलता से ले जाते हैं, इसलिए बातचीत का यह प्राकृतिक अलगाव नहीं होता है।

ईथरनेट नेटवर्क को आकार में वृद्धि के रूप में भीड़ की समस्याओं का सामना करना पड़ा। यदि बड़ी संख्या में एक ही सेगमेंट से जुड़े स्टेशन और प्रत्येक ने एक बड़ी मात्रा में ट्रैफ़िक उत्पन्न किया, तो कई स्टेशन जब भी कोई अवसर हो, संचारित करने का प्रयास कर सकते हैं। इन परिस्थितियों में, टकराव अधिक लगातार हो जाते हैं और सफल प्रसारणों को रोकना शुरू कर सकते हैं, जिसे पूरा करने के लिए बड़ी मात्रा में समय लग सकता है। भीड़ को कम करने का एक तरीका एक खंड को कई खंडों में विभाजित करना होगा, जिससे कई टकराव डोमेन बनेंगे। यह समाधान एक अलग समस्या पैदा करता है, क्योंकि अब ये अलग-अलग खंड प्रत्येक के साथ जानकारी साझा करने में सक्षम नहीं हैं

पुल(Bridges )

विभाजन के साथ समस्याओं को कम करने के लिए, ईथरनेट नेटवर्क ने पुलों को लागू किया। पुल दो या अधिक नेटवर्क खंडों को जोड़ता है, नेटवर्क व्यास को बढ़ाता है जैसा कि एक पुनरावर्तक करता है, लेकिन पुल यातायात को विनियमित करने में भी मदद करते हैं। वे किसी भी अन्य नोड की तरह प्रसारण भेज और प्राप्त कर सकते हैं, लेकिन वे सामान्य नोड के समान कार्य नहीं करते हैं। पुल का अपना कोई यातायात नहीं है; एक पुनरावर्तक की तरह, यह केवल वही ग्रहण करता है जो अन्य स्टेशनों से सुनता है। (यह अंतिम कथन पूरी तरह से सही नहीं है: पुल एक विशेष ईथरनेट फ्रेम बनाते हैं जो उन्हें अन्य पुलों के साथ संवाद करने की अनुमति देता है, लेकिन यह इस लेख के दायरे से बाहर है।)

एक ईथरनेट कनेक्टिंग दो सेगमेंट (An Ethernet Connecting Two Segments )

याद रखें कि ईथरनेट के एकाधिक उपयोग और साझा माध्यम का मतलब था कि तार पर हर स्टेशन को हर ट्रांसमिशन प्राप्त हुआ, चाहे वह इच्छित प्राप्तकर्ता था या नहीं? पुल खंडों के बीच यातायात को रिले करने के लिए इस सुविधा का उपयोग करते हैं। ऊपर दिए गए चित्र में, पुल 1 और 2 खंडों को जोड़ता है। यदि स्टेशन A या B संचारित करना चाहते हैं, तो पुल खंड 1 पर प्रसारण भी प्राप्त करेगा। पुल को इस ट्रैफ़िक का जवाब कैसे देना चाहिए? यह स्वचालित रूप से एक पुनरावर्तक की तरह खंड 2 पर फ्रेम संचारित कर सकता है, लेकिन यह भीड़ से राहत नहीं देगा, क्योंकि नेटवर्क एक लंबे खंड की तरह व्यवहार करेगा।

पुल का एक लक्ष्य दोनों खंडों पर अनावश्यक यातायात को कम करना है। यह फ्रेम के गंतव्य पते की जांच करने से पहले यह तय करता है कि इसे कैसे संभालना है। यदि गंतव्य का पता स्टेशन ए या बी का है, तो खंड 2 पर दिखाई देने के लिए फ्रेम की आवश्यकता नहीं है। हम कह सकते हैं कि पुल फिल्टर या फ्रेम को गिराता है। यदि गंतव्य पता स्टेशन C या D का है, या यदि यह प्रसारण पता है, तो पुल सेगमेंट पर फ्रेम को आगे या पीछे भेजेगा। संप्रेषित करना। इसके अतिरिक्त, उपयुक्त होने पर पैकेटों को छानकर, पुल स्टेशन A को स्टेशन B पर संचारित करने के लिए उसी समय स्टेशन A को प्रेषित करना संभव बनाता है, जब C C स्टेशन को D तक पहुंचाता है, जिससे एक साथ दो वार्तालाप हो सकते हैं!

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