Wat is Ethernet?

Ethernet is een veelgebruikte netwerktechnologie die apparaten in een lokaal netwerk (LAN) met elkaar verbindt door het gebruik van kabels. Het werd oorspronkelijk ontwikkeld door Xerox in de jaren 70 en is sindsdien uitgegroeid tot de de facto standaard voor bekabelde netwerken wereldwijd. Ethernet maakt gebruik van een combinatie van datakoppellaag (Layer 2) en fysieke laag (Layer 1) technologieën om data in de vorm van frames door te sturen tussen apparaten.

Geschiedenis van Ethernet

Ethernet werd in 1973 ontwikkeld door Bob Metcalfe en David Boggs bij Xerox PARC. Het was oorspronkelijk ontworpen om computers en printers binnen een klein netwerk te verbinden. In 1983 werd Ethernet gestandaardiseerd door IEEE onder de naam IEEE 802.3. Sindsdien heeft Ethernet zich voortdurend ontwikkeld, met hogere snelheden, betere betrouwbaarheid, en nieuwe toepassingen zoals Power over Ethernet (PoE).

Hoe Werkt Ethernet?

Ethernet maakt gebruik van een protocol genaamd Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD). Apparaten controleren eerst of de kabel vrij is voordat ze gegevens verzenden. Als meerdere apparaten tegelijk proberen te verzenden en er een botsing plaatsvindt, stoppen de apparaten en wachten ze een willekeurige tijd voordat ze opnieuw proberen te verzenden.

Ethernet-frames bevatten informatie zoals de bron en het bestemmings-MAC-adres, het type verzonden gegevens, en de daadwerkelijke data-inhoud. De frames worden door de kabels verzonden en ontvangen door de apparaten die zijn aangesloten op switches of hubs binnen het netwerk.

Ethernet Snelheden en Types

Ethernet Frame Structuur

Een Ethernet-frame bestaat uit de volgende velden:

• Voorloop (Preamble): 7 bytes van afwisselend 1's en 0's om apparaten te synchroniseren.
• Start of Frame Delimiter (SFD): 1 byte die het begin van het frame aangeeft.
• MAC Bestemmingsadres: 6 bytes die het MAC-adres van de ontvanger aangeven.
• MAC Bronadres: 6 bytes die het MAC-adres van de zender aangeven.
• Type/Length: 2 bytes die het type protocol of de lengte van het frame aangeven.
• Data/Payload: Variabele lengte tot 1500 bytes met de werkelijke gegevens.
• FCS (Frame Check Sequence): 4 bytes voor foutcontrole (CRC-check).

Power over Ethernet (PoE)

Power over Ethernet (PoE) is een technologie die het mogelijk maakt om niet alleen data, maar ook stroom via Ethernet-kabels te versturen. Dit wordt vaak gebruikt voor apparaten zoals beveiligingscamera's, VoIP-telefoons en draadloze toegangspunten. Er zijn verschillende PoE-standaarden:

• IEEE 802.3af: Biedt maximaal 15,4 watt per poort.
• IEEE 802.3at (PoE+): Biedt maximaal 25,5 watt per poort.
• IEEE 802.3bt (PoE++): Biedt maximaal 60 tot 100 watt per poort.

Ethernet Switches en Hubs

Een belangrijk aspect van Ethernet-netwerken is het gebruik van switches en hubs:

• Hubs: Simpele netwerkapparaten die inkomende gegevens naar alle poorten sturen. Ze werken op Layer 1 (fysieke laag) en kunnen leiden tot veel netwerkcongestie.
• Switches: Slimmere apparaten die inkomende frames alleen naar de juiste poort sturen op basis van MAC-adressen. Ze werken op Layer 2 (datalinklaag) en verbeteren de efficiëntie van het netwerk aanzienlijk.

Ethernet in WAN's: Metro Ethernet

Hoewel Ethernet voornamelijk wordt gebruikt voor LAN's, is het ook uitgebreid naar Wide Area Networks (WAN's) in de vorm van Metro Ethernet. Dit wordt door veel serviceproviders aangeboden om bedrijven high-speed verbindingen te bieden tussen verschillende geografische locaties via een Ethernet-interface.

Metro Ethernet biedt bedrijven een kosteneffectieve, schaalbare en flexibele manier om meerdere locaties te verbinden via een enkele Ethernet-verbinding, waardoor het een populaire keuze is voor datacenters, cloudverbindingen, en bedrijfsnetwerken.

Geavanceerde Ethernet Concepten

• EtherChannel: Een techniek waarmee meerdere fysieke Ethernet-links worden gecombineerd tot één logische link voor hogere doorvoer en redundantie.
• VLAN's (Virtual Local Area Networks): VLAN's maken het mogelijk om logische scheidingen te maken binnen een Ethernet-netwerk. Hierdoor kunnen verschillende apparaten in verschillende subnetten zich op dezelfde fysieke infrastructuur bevinden.
• Spanning Tree Protocol (STP): Voorkomt netwerkloops in Ethernet-netwerken door een logische boomstructuur te maken en redundante links te blokkeren.