náhled|Kabel se čtyřmi páry kroucené dvojlinky zakončený modulárním konektorem 8P8C (RJ-45) a zásuvky v notebooku. Pravá zásuvka 8P8C označená piktogramem lokální sítě slouží pro připojení do sítě Ethernet pomocí vyobrazeného kabelu; levá zásuvka je 6P2C pro připojení interního modemu na telefonní linku náhled|Svítící zelená LED dioda signalizuje, že na druhé straně kabelu je připojený jiný aktivní síťový prvek, např. hub, switch, router nebo jiný počítač; žlutá LED bliká při přenosu Ethernetových rámců Ethernet je název souhrnu technologií pro počítačové sítě (LAN, MAN) z větší části standardizovaných jako IEEE 802.3, které používají kabely s kroucenou dvojlinkou, optické kabely (ve starších verzích i koaxiální kabely) pro komunikaci přenosovými rychlostmi od 1 Mbit/s po 400 Gbit/s. Sítě Ethernet realizují fyzickou a linkovou vrstvu referenčního modelu OSIIEEE 802.3, s. 2, takže je možné po nich provozovat jeden nebo více protokolů síťové vrstvy, například AppleTalk, DECnet, IPX/SPX, a především protokoly IPv4 a IPv6, které se používají pro služby sítě Internet.
Před rokem 2000 se Ethernet stal dominantní technologií pro drátové nebo kabelové lokální sítě a prakticky synonymem pro lokální síť (LAN). Používá se nejen pro propojování počítačů, ale i pro datová úložiště, zařízení spotřební elektroniky jako jsou televizní přijímače a herní konzole a také jako drátové rozhraní pro přístupové body WiFi a zařízení pro přístup k Internetu. Pokud zařízení deklaruje, že má připojení na LAN, v naprosté většině případů to znamená, že je vybaveno konektorem 8P8C (RJ-45) pro síť Ethernet s rychlostí 100 nebo 1000 Mbit/s.
Historie
Experimentální Ethernet
Ethernet byl vyvinut v letech 1972–1975 v laboratořích PARC firmy Xerox. Název vychází ze slova éter, což měla být látka, která má umožňovat šíření elektromagnetického záření. První verze Ethernetu používaly pro šíření signálu koaxiální kabel, ke kterému mohlo být připojeno až několik desítek počítačů. Pořádek v síti, ve které kvůli použití signálu v základním pásmu s linkovým kódem Manchester může v každém okamžiku vysílat nejvýše jeden počítač, zajišťuje souhrn pravidel pro přístup k médiu nazývaných CSMA/CD. Experimentální verze sítě Ethernet pracovala s přenosovou rychlostí 2,94 Mbit/s.
Ethernet I
V roce 1980 byla představena první komerční verze Ethernetu s přenosovou rychlostí 10 Mbit/s vyvinutá firmami DEC, Intel a Xerox (z jejich jmen vznikla zkratka DIX-Ethernet) určená k propojení počítačů pro potřeby kancelářských aplikacíThe Ethernet. A Local Area Network: Data Link Layer and Physical Layer Specification. Version 1.0. DEC, Intel, Xerox, Sep-30-1980. Tato varianta označovaná Ethernet I se v základních rysech shodovala s 10Base5 a v roce 1982 byla standardizována také sdružením evropských výrobců počítačů ECMA (European Computer Manufacturers Association), ale od roku 1985 se již nepoužívá.
IEEE 802.3
V roce 1983 byla poněkud upravená verze normalizována institutem IEEE jako IEEE 802.3. Později byla převzata také Mezinárodní organizací pro normalizaci jako ISO 8802-3; institut IEEE poté převzal iniciativu a naprostá většina dalších rozšíření vznikla pod jeho hlavičkou. Standardy IEEE dlouhou dobu nepoužívaly název Ethernet a nesly název „IEEE 802.3 Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD) Access Method and Physical Layer Specifications“, protože Ethernet byla registrovaná značka firmy Xerox. IEEE standard z roku 2012 však již nese název „IEEE Standard for Ethernet“.IEEE 802.3, titulní strana
Ethernet II
Po vytvoření standardu IEEE 802.3 byl DIX-Ethernet v některých detailech upraven s cílem dosáhnout lepší kompatibility se standardem IEEE, čímž vznikl Ethernet II (označovaný za průmyslový standard). Prvky vyráběné po roce 1985 vyhovují jak standardu IEEE 802.3, tak Ethernet II. Jediný větší rozdíl byl ve formátu rámce, který je řešitelný softwarově, a od přijetí standardu IEEE 802.3x v roce 1999 je používání rámců Ethernet II součástí standardu IEEE.
Rozšíření
Díky své jednoduchosti a výhodnému poměru cena/výkon Ethernet získal již okolo roku 1990 pozici nejpoužívanější drátové nebo kabelové technologie pro lokální sítě, kterou si od té doby stále upevňuje. Postupně vytlačil nejen levnější způsoby propojování počítačů pomocí sériových portů a sítě LocalTalk a ARCNET, ale po nástupu ethernetových switchů a přechodu na vyšší rychlosti i technologie jako je Token ring, Token Bus, FDDI, ATM apod., které díky deterministickému přístupu k přenosovému médiu slibovaly vyšší výkon. V současnosti mu jsou konkurencí pouze bezdrátové sítě.
Rychlost přenosu
Dlouhodobý úspěch Ethernetu by nebyl možný bez neustálého vývoje, jehož klíčovými body byl přechod od používání koaxiálního kabelu na kroucenou dvojlinku a optické kabely a neustálé zvyšování přenosové rychlosti. Komerční verze sítě Ethernet používají následující rychlosti:
1 Mbit/s – tuto rychlost používaly první varianty Ethernetu pro kroucenou dvojlinku vyvinuté v roce 1984 firmou AT&T jako StarLAN a standardizované jako IEEE 802.3e v roce 1986; jejich rozšíření bylo minimální, ale otevřely cestu k používání Ethernetu po kroucené dvojlince 10 Mbit/s – klasický Ethernet – původní varianta s přenosovou rychlostí 10 Mbit/s. Definována pro koaxiální kabel, kroucenou dvojlinku a optické vlákno. 100 Mbit/s – Fast Ethernet – rychlejší verze s přenosovou rychlostí 100 Mbit/s definovaná standardem IEEE 802.3u. Převzala maximum prvků z původního Ethernetu (formát rámce, algoritmus CSMA/CD apod.), aby se usnadnil, urychlil a zlevnil vývoj. V současnosti ji lze považovat za základní verzi Ethernetu. Je k dispozici pro kroucenou dvojlinku a optická vlákna. 1 Gbit/s – gigabitový Ethernet – zvýšil přenosovou rychlost na 1 Gbit/s. Opět recykloval co nejvíce prvků z původního Ethernetu, teoreticky i algoritmus CSMA/CD. V praxi je ale gigabitový Ethernet provozován pouze přepínaně s plným duplexem. Důležité je především použití stejného formátu rámce. Původně byl definován pouze pro optická vlákna (IEEE 802.3z), později byla doplněna i varianta pro kroucenou dvojlinku (IEEE 802.3ab). 10 Gbit/s – 10gigabitový Ethernet – představuje zatím poslední verzi, která je šířeji dostupná. Jeho definice byla jako IEEE 802.3ae přijata v roce 2003. Přenosová rychlost činí 10 Gbit/s, jako médium zatím slouží hlavně optická vlákna a opět používá stejný formát rámce. Algoritmus CSMA/CD byl definitivně opuštěn, tato verze pracuje vždy plně duplexně. V roce 2008 byla vyvinuta jeho specifikace pro kroucenou dvojlinku s označení IEEE 802.3an. Používá se v datových centrech a pro připojení nejzatěžovanějších serverů. 40, 100, 200, 400, 800 Gbit/s, 1,6 Tbit/s – vyšší rychlosti se zatím (rok 2021) příliš nerozšířily nebo jsou ve vývoji; v letech 2007-2012 představila většina předních výrobců síťových komponent zařízení pro rychlosti 40 a 100 Gbit/s, v letech 2013–2017 vytvořila pracovní skupina IEEE 802.3 standard 802.3bs-2017 pro Ethernet o rychlosti 200 a 400 Gbit/s, v červenci 2021 byla vytvořena pracovní skupina pro Ethernet o rychlostech nad 400 Gbit/s (800 Gbit/s a 1,6 Tbit/s)
Aktuální stav
V roce 2020 je naprostá většina zařízení, která lze připojit na drátovou síť jako jsou notebooky, stolní počítače, herní konzole, některé televizní přijímače, datová úložiště, tiskárny i zařízení pro přístup k Internetu jako jsou DSL adaptéry, kabelové modemy, přístupové body používající technologii Wi-Fi nebo jiné bezdrátové technologie, vybavena konektorem 8P8C (RJ-45) pro síť Ethernet.
Nejobvyklejší rychlost ethernetových rozhraní je 1000 Mbit/s, levnější zařízení mívají 100 Mbit/s; zařízení a komponenty pracující s nižší rychlostí se již neprodávají (ale je možné je připojovat díky zpětné kompatibilitě nových prvků). Podíl zařízení s rychlostí nad 1 Gbit/s se stále zvyšuje. Pro výkonné servery jsou k dispozici komponenty s rychlostí 10 Gbit/s.
Přestože tato zařízení mohou pracovat různými přenosovými rychlostmi, je možné je spolu vzájemně propojit, protože modernější prvky jsou vždy schopné pracovat i nižšími rychlostmi, pokud protistrana vyšší rychlost nepodporuje nebo pokud použitý kabel nemá dostatečnou kvalitu.
Značení
Pro rozlišování jednotlivých variant Ethernetu se používají označení jako 10Base2, 10BROAD36, 1000BASE-ZX nebo 10GBASE-T, které se skládají ze tří složek: čísla, případně následovaného písmenem G slova nebo zkratky charakterizující metodu modulace (BASE, BROAD nebo PASS) koncovky pro detailnější rozlišení
Číslo na začátku udává přenosovou rychlost v Mbit/s nebo, pokud následuje písmeno G, v Gbit/s (používá se pro rychlosti od 10 Gbit/s).
Druhá složka jména je ve většině případů BASE označující přenos v základním pásmu, výjimkou je historický standard 10BROAD36 používající přenos v přeloženém pásmu v sítích kabelové televize, a 10PASS-TS z roku 2008 používající přenos v přeloženém pásmu pro přístupové sítě – tak zvaný Ethernet na první míli.
Poslední složka slouží pro detailní rozlišení přenosového média. Pokud je tvořena pouze číslem, jedná se o Ethernet používající koaxiální kabel a číslo přibližně udává maximální délku segmentu ve stovkách metrů. Pokud poslední složka začíná pomlčkou a písmenem T, jedná se o Ethernet po kroucené dvojlince.
IEEE 802.3 používá pro rozlišení jednotlivých standardů jedno nebo dvě písmena (například IEEE 802.3x, nebo IEEE 802.3ae), která kromě určení konkrétního dokumentu nemají žádný význam, protože jsou přidělována postupně. Jeden dokument může popisovat více variant Ethernetu (například IEEE 802.3ae popisuje Ethernet 10 Gbit/s po světelných vláknech s variantami 10GBASE-SR, 10GBASE-LR, 10GBASE-ER, 10GBASE-SW, 10GBASE-LW, 10GBASE-EW) nebo určitý rys sítě (IEEE 802.3x popisuje Full Duplex, řízení toku dat () a rámce Ethernet II).
Přenosová média
Ethernet používá tři druhy přenosových médií (kabelů):
koaxiální kabely kroucenou dvojlinku optické kabely
Koaxiální kabely se používaly v nejstarších variantách sítě Ethernet. Po roce 2000 se pro propojování počítačů používají nejčastěji kabely s kroucenou dvojlinkou. Optické kabely se používají především pro propojení mezi budovami, vytváření metropolitních sítí a v prostředích s velkou úrovní elektromagnetického rušení.
Koaxiální kabel
Všechny komerčně dostupné verze Ethernetu používající koaxiální kabely pracovaly s rychlostí 10 Mbit/s, což z nich činí zastaralou a překonanou technologii.
10Base5
Nejstarší technologie 10Base5 (IEEE 802.3, , ) používala sběrnici (segment) délky maximálně 500 metrů tvořenou jedním kusem poměrně tlustého (9,5 mm) a špatně ohebného kabelu žluté barvy () na obou koncích zakončeného terminátorem s impedancí 50 Ω. Na kabelu se napíchnutím speciálním nástrojem vytvářely odbočky (tak zvané upíří přípojky), ke kterým se připojovala zařízení nazývaná transceiver nebo Media Access Unit (MAU). Každý transceiver byl 15-žilovým AUI (Access Unit Interface) kabelem maximální délky 50 metrů propojen s AUI portem síťové karty v počítači nebo jiném zařízení.
10Base2 náhled|200x200pixelů|Ethernet 10Base2 používající koaxiální kabely s odbočkami s konektory BNC je již zastaralý.