ઇથરનેટ

ઇથરનેટ લોકલ એરિયા નેટવર્ક (LAN) માટે કમ્પ્યુટર નેટવર્કીંગ ટેકનોલોજી નો એક પરિવાર છે. ઇથરનેટ વ્યાવસાયિક રીતે 1980 માં રજૂ કરવામાં આવ્યું હતું અને 802.3 IEEE તરીકે 1985માં પ્રમાણભૂત થયું. ઇથરનેટનું સ્થાન મોટે ભાગે વાયર્ડ લેન ટેકનોલોજીએ લીધું છે.

ઇથરનેટના ધોરણો અનેક વાયરિંગ અને OSI ભૌતિક સ્તરના ચલિત સંકેતો ને ઈથરનેટ સાથે વાપરવામાં સમાવેશ કરે છે. સૌપ્રથમ 10BASE5 ઇથરનેટે કો-એક્ષેલ કેબલને એક સર્વ સામાન્ય માધ્યમ તરીકે ઉપયોગ કર્યો. પાછળથી કો-એક્ષેલ કેબલ્સ ને ટ્વીસ્ટેડ પૈર અને ફાઈબર ઓપ્ટીક સાથે બદલવામાં આવ્યા અને હબ અથવા સ્વીચો સાથે જોડાણમાં જોડી ડેટા દર સમયાંતરે સેકન્ડ પ્રતિ મૂળ 10 megabits થી વધીને સેકન્ડ પ્રતિ 100 gigabits સુધી લઈ જવામાં સફળ રહ્યા છે.

સિસ્ટમો વચ્ચે થતી વાતચીત દરમ્યાન ઇથરનેટ માહિતીના જૂથને નાના ટુકડાઓમાં વહેંચે છે જેને ફ્રેમ્સ કહેવાય છે. દરેક ફ્રેમ સ્રોત અને અંતિમ મુકામ સરનામું અને ભૂલ ચકાસણી માહિતી સમાવે છે કે જેથી ક્ષતિગ્રસ્ત માહિતી અને શોધી શકાય અને પુન: પ્રસારિત કે મંગાવી શકાય. OSI મોડેલ પ્રમાણે ઇથરનેટ ડેટા લિંક લેયર સહિત અને સુધીની સેવાઓ પૂરી પાડે છે.

તેની કોમર્શિયલ પ્રકાશનથી, ઈથરનેટે સુસંગતતાનું દરજ્જો જાળવ્યો છે. ઈથરનેટે બંધારણમાં 48-bit MAC Address અને ઇથરનેટ ફ્રેમ જેવી સુવિધાઓથી અન્ય નેટવર્કીંગ પ્રોટોકોલ પર પ્રભાવ પાડ્યો છે.

ઇતિહાસ

ઈથરનેટને Xerox PARC કંપનીએ ઈ.સ. ૧૯૭૩ અને ૧૯૭૪ વચ્ચે વિકસાવ્યો હતો. તેનો પ્રેરણાસ્ત્રોત ALOHAnet હતો, જે Robert Metcalfeએ તેમના પીએચડી મહાનિબંધ ભાગ તરીકે અભ્યાસ કર્યો હતો. આ વિચાર સૌપ્રથમ Metcalfe દ્રારા મે 22, 1973 માં દસ્તાવેજિત કરવામાં આવ્યો. 1975 માં, Xerox કંપનીએ Metcalfe, David Boggs, Chuck Thacker and Butler Lampsonને શોધકો તરીકે યાદી બનાવી પેટન્ટ માટે અરજી કરી. 1976 માં, PARCમાં સિસ્ટમ બન્યા પછી Metcalfe અને Boggsએ તેના ગુણ-લક્ષણના પેપર પ્રકાશિત કર્યા. Metcalfeએ ૧૯૭૯માં Xerox છોડીને પોતાની 3COM કંપની બનાવી. ઈથરનેટને એક માનક તરીકે પ્રોત્સાહન આપવા Digital Equipment Corp(DEC), Intel અને Xerox જેવી કંપનીઓને સહમત કરી. આ સહમતીથી બનેલો માનક “DIX” (Digital/Intel/Xerox)થી ઓળખાયો, જે 10Mbit/S ઈથરનેટ સાથે 48-bitનું (મૂળ અને અંતિમ) સરનામાં સહીત વૈશ્વિક 16-bit Ethertype-type ફિલ્ડ ધરાવતું હતું. આનું પ્રકાશન “The Ehternet, A Local Area Netowrk. Data Link Layer and Physical Layer Specifications” થી ૧૯૮૦માં ૩૦ સપ્ટેમ્બરના રોજ થયું. તેની બીજી આવૃત્તિ નવેમ્બર ૧૯૮૨માં આવી જે ઈથરનેટ-II તરીકે ઓળખાઈ.

શરૂઆતમાં ઇથરનેટના બે મોટા હરીફ સિસ્ટમો ‘ટોકન રીંગ’ અને ‘ટોકન બસ’ હતા. કારણકે ઇથરનેટે બજારની વાસ્તવિકતાઓ સાથે અનુકૂલન સાધી સસ્તા અને સર્વવ્યાપક ટ્વિસ્ટેડ જોડી વાયરિંગ તરફ વાળી દીધા, 1980 ના અંત સુધીમાં ઈથરનેટ સ્પષ્ટ રીતે પ્રભાવશાળી નેટવર્ક તકનીક તરીકે ઉભરી આવી અને 3COM એક મુખ્ય કંપની બની હતી. 3COMએ 1981 માર્ચ તેના પ્રથમ 10 Mbit/s ઇથરનેટ 3C100 ટ્રાન્સરીસીવર વહેચ્યા, અને તે વર્ષે PGP-11s અને VAXes માટે એડેપ્ટરો, તેમજ Multibus આધારિત ઇન્ટેલ અને સન માઇક્રોસિસ્ટમ્સ કમ્પ્યુટર્સનું વેચાણ શરૂ થયું DECએ આને ઝડપથી અનુસરીને પોતાના અંગત નેટવર્ક બનાવવા માટે ૧૦૦૦૦ નોડનો ઉપયોગ કરી તે સમય ની સૌથી મોટુ નેટવર્ક ધરાવતી કંપની બની. IBM Pc માટે ઈથરનેટ કાર્ડ ૧૯૮૨માં બન્યા બાદ ૧૯૮૫સુધીમાં 3COMએ ૧૦૦૦૦૦ કાર્ડનું વેચાણ કર્યું. ત્યારથી ઈથરનેટ ટેકનોલોજી માર્કેટની જરૂરિયાત પ્રમાણે નવી બેન્ડવિથ વિકસાવી રહી છે. વધુમાં કમ્પ્યુટરો સાથે, ઈથરનેટનો ઉપયોગ અંગત ઉપકરણોને એકબીજા સાથે જોડવાના સાધન તરીકે થાય છે. તે ઔદ્યોગિક એપ્લીકેશન્સમાં પણ વપરાય છે અને તેણે ઝડપથી વિશ્વની ટેલિકોમ્યુનિકેશન નેટવર્કની જૂની માહિતી ટ્રાન્સમિશન સિસ્ટમને બદલી કાઢી છે. 2010 સુધીમાં, ઈથરનેટ સાધનોનું બજાર વર્ષ દીઠ 16 અબજ ડોલર હતું.

ધોરણસ્થાપન (Standardization)

ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ ઇલેક્ટ્રિકલ એન્ડ ઇલેક્ટ્રોનિક્સ એન્જિનિયર્સ (IEEE)એ ફેબ્રુઆરી 1980 માં પ્રોજેક્ટ 802 શરૂ કરવા માટે લોકલ એરિયા નેટવર્ક (LAN) ને પ્રમાણિત કર્યું. "DIX-Group" ની ત્રિપુટી (Gary Robinson (DEC), Phil Arst (Intel), અને BOB Printis (Xerox)) એ "બ્લ્યુ બૂક" CSMA/CD તરીકે કહેવાતા એક ઉમેદવાર તરીકે લેન સ્પષ્ટીકરણ માટે રજૂઆત કરી. ટેકનોલોજીને પદ્ધતિસર કરવામાં સ્પર્ધાત્મ્ક દરખાસ્તો અને પહેલ કરવામાં મજબૂત મતભેદ આવ્યો હતો. ૧૯૮૦ના ડિસેમ્બર મહિનામાં, જૂથ ત્રણ પેટાજૂથો વિભાજિત થયું, અને દરેકે માનકીકરણ માટે અલગથી દરખાસ્ત કરી. આ ધોરણસ્થાપનની ધીમી પ્રક્રિયાએ Xerox Star Workstation અને 3Comના ઈથરનેટ લેન ઉત્પાદનોને બજારમાં આવતા પહેલા જોખમ માં મુક્યા. આવી બિઝીનેસ અસરો વચ્ચે David Liddle(GM, Xerox Office System) અને Metcalfe(3Com) બંને જણાએ Fritz Roscheisen(Siemens Pvt. Networks) ની દરખાસ્તને ઉભરતા ઓફીસ સંચાર બજાર માટે મજબુત ટેકો આપ્યો જેમાં આધારભૂત આંતરાષ્ટ્રીય ઈથરનેટ ધોરણસ્થાપન (અપ્રિલ ૧૦, ૧૯૮૧) ની દરખાસ્ત પણ હતી. Siemensના IEEE 802માટેના પ્રતિનિધિ Ingrid Frommએ ઈથરનેટ માટે IEEEની બહાર યુરોપિયન ધોરણ બોડી ECMA TC24 પાસે “લોકલ નેટવર્ક્સ” નામનું ટાસ્ક ગ્રુપ બનાવી ઝડપી અને સ્પષ્ટ ટેકો મેળવી લીધો. માર્ચ 1982 ની શરૂઆતમાં તેના કોર્પોરેટ સભ્યો સાથે TC24 ECMA જે IEEE 802 ડ્રાફ્ટ પર આધારિત CSMA / સીડી માટે પ્રમાણભૂત પર સમજૂતી કરી હતી.

ક્રમિક વિકાસ

ઈથરનેટના વિકાસમાં ઉંચી બેન્ડવિથ, ઉન્નત મીડિયા એક્સેસ કંટ્રોલ પદ્ધતિઓ અને જુદા જુદા ભૌતિક માધ્યમોનો સમાવેશ થાય છે. કો-એક્ષેલ કેબલ ના બદલે પોઈન્ટ-ટુ-પોઈન્ટ લીન્કથી જોડાયેલ ઈથરનેટ રીપીટર કે સ્વીચનો ઉપયોગ સ્થાપન કિમંત ધટાડવા, વિશ્વસનીયતા વધારવા, અને વ્યવસ્થાપન સુધારવા અને મુશ્કેલીનિવારણ માટે થાય છે.

ઈથરનેટ સ્ટેશનો એકબીજા ને ડેટા પેકેટો મોકલીને વાતચીત કરે છે. તે વ્યક્તિગતરીતે ડેટાના બ્લોકને મોકલે છે. IEEE 802 ના બીજા લેનની માફક દરેક ઈથરનેટને ૪૮-બીટનો Mac Address હોય છે. Mac Addressનો ઉપયોગ ઉદગમ અને નિર્દિષ્ટ એમ બંને સ્થાનને દર્શાવવા થાય છે. ઉદગમ અને નિર્દિષ્ટ સ્થાનના Mac Addressનો ઉપયોગ કરીને ઈથરનેટ લીંક લેવલનું કનેક્શન સ્થાપિત કરે છે. ટ્રાન્સમીશન વખતે રીસીવર નિર્દિષ્ટ સરનામાને ધ્યાનમાં રાખીને ડેટા આગળ મોકલે છે બાકીના સરનામાને નજરઅંદાજ કરે છે. નેટવર્ક એડેપ્ટર બીજા ઈથરનેટ સ્ટેશનના Mac address વાળા પેકેટને સ્વીકાર કરતા નથી. દરેક એડેપ્ટર વૈશ્વિક રીતે અનન્ય સરનામાં થી પ્રોગ્રામ થયેલ હોય છે. ફ્રેમમાં રહેલી Ethertype ફિલ્ડનો ઉપયોગ ઓપેરેટીંગ સિસ્ટમ દ્રારા પ્રાપ્ત (Receiving) સ્ટેશન પર યોગ્ય પ્રોટોકોલ મોડ્યુલ પસંદ કરવા થાય છે. ફ્રેમના પ્રકારથી, ઈથરનેટ ફ્રેમ સ્વ-ઓળખાણ આપનાર બની રહે છે. પોતાને ઓળખવા ફ્રેમ્સ તે જ ભૌતિક નેટવર્ક પર બહુવિધ પ્રોટોકોલોનું મિશ્રણ શક્ય બનાવે છે અને એક કોમ્પ્યુટરને બહુવિધ પ્રોટોકોલનો એક્શાથે ઉપયોગ કરવાની પરવાનગી આપે છે. ઈથરનેટ ટેકનોલોજીનો ક્રમિક વિકાસ પછી પણ બધીજ પેઢીના ઈથરનેટ (શરૂવાતની પ્રાયોગિક આવૃતિઓ છોડીને) સરખીજ બંધારણની ફ્રેમનો ઉપયોગ કરે છે અને એકબીજા સાથે જોડાયેલ બ્રિજથી વાંચી શકે છે.

ઈથરનેટની સર્વવ્યાપકતાને લીધે તેના હાર્ડવેર(ઉપકરણો) ની કિમંત ઓછી કરવાને આધાર આપવો જરૂરી છે, તેથી કમ્પ્યુટરના ટ્વીસટેડ પૈરના કેબલના લેન કનેક્ટર(RJ 45) ને સીધું કમ્પ્યુટરના મધર-બોર્ડ જોડે લગાવી ને તેને ઓછી જગ્યામાં સમાવ સાથે તેને વિશ્વાસપાત્ર બનાવ્યું છે.(પહેલા અલગથી નાખેલ નેટવર્ક કાર્ડ PCI સ્લોટમાં હાલી જતા હતા)

માધ્યમની વહેચણી (Shared Media)

10BASE5 ઈથરનેટ ના ઉપકરણો

ઈથરનેટની મૂળ યોજના કો-એક્ષ્કેલ કેબલ નેટને પ્રસારણ માધ્યમ તરીકે (નેટવર્કમાં રહેલા) કમ્પ્યુટરો વચ્ચે વહેચવાનો હતી. આ પ્રક્રિયા રેડીઓ સીસ્ટમમાં વપરાતી સીસ્ટમ જેવી હતી જે ૧૯મી સદીના ભૌતિકશાસ્ત્રના સહિયારા કેબલ દ્રારા કોમ્યુનીકેશન ચેનલ-નેટ Luminiferous aether ને જોડતી હતી. તેથી તેના સંદર્ભથી “ઈથરનેટ” નામનો પ્રયોગ થયો.

અસલ ઈથરનેટનો શેર કો-એક્ષલ કેબલ (માધ્યમ વહેચનાર)ને મકાન કે કેમ્પર્સ ના કમ્પ્યુટરોને જોડવા થયો હતો. આ ગોઠવણી Carrier sense multiple access with collision detection (CSMA/CD) તરીકે ઓળખાઈ છે. કમ્પ્યુટરો જે રીતે ચેનલની વહેચે છે તે રીતે CSMA/CD સંચાલિત થાય છે. આ યોજનાની ટોકન રીંગ કે ટોકન બસની સરખામણીએ સરળ છે. કમ્પ્યુટરો Attachment Unit Interface (AUI) ટ્રાન્સ-રીસીવરથી કનેક્ટ હતા, જે બીજીબાજુ કેબલ સાથે કનેક્ટ હતો. (થીન ઈથરનેટનું પાછળથી નેટવર્ક એડેપ્ટર સાથે સંકલન થયું) આ સમયે નાના નેટવર્કો માટે વાયર ખુબજ વિશ્વાસપાત્ર બન્યા, પણ મોટા ફેલાયેલા નેટવર્ક માટે ભરોસેમંદ ન હતા કારણકે કેબલના કોઈ એક જગ્યાએ થતા ભંગાણથી કે ખરાબ કનેક્ટરથી નેટવર્કનો તે ભાગ (Segment) બિનઉપયોગી થઇ જતો હતો.

૧૯૮૦ના ઉતરાર્ધમાં ૦.૩૭૫ ઇંચ વ્યાસવાળા કો-એક્ષેલ કેબલના ઉપયોગથી ઈથરનેટે 10BASE5 નું અમલીકરણ કર્યું. જે પાછળથી “થીક ઈથરનેટ” કે “થીકનેટ” તરીકે ઓળખાયું. તેના અનુગામી 10BASE2 “થીન ઈથરનેટ” કે “થીનનેટ” તરીકે ઓળખાયા, જેમાં ટેલીવિઝન ના કેબલમાં વપરાતા કેબલનો ઉપયોગ કર્યો જેથી કેબલના સ્થાપનને સરળ અને ઓછી બન્યો. ત્યારથી તમામ સંદેશવ્યવહાર એકજ વાયર પર થતા હોઈ કોઈ એક ગંતવ્ય માટેનો સંદેશ તે કેબલ સાથે જોડાયેલા બધાજ ઉપકરણોને મળે છે. લગતા-વળગતા પેકેટોને નેટવર્ક ઇન્ટરફેસ કાર્ડ આગળ પ્રોસેસ માં મોકલે છે બાકીનાને અવગણે છે. એકજ કેબલના ઉપયોગથી બેન્ડવિથમાં ભાગ પડે છે. દા.ત. જયારે બે સ્ટેશન સાથે વાત કરતા હોય ત્યારે દરેક ઉપકરણને ઉપલબ્ધ બેન્ડ-વિથ અડધી જ હોય છે.

કેબલ પર થતા અકસ્માતો (Collisions) ડેટાને ખરાબ કરે છે અને તે ડેટા સ્ટેશને ફરીથી મોકલવો પડે છે આના લીધે થ્રુપુટ ઘટે છે. ખરાબ સંજોગો તેને કહી શકાયકે, જ્યાં ઘણા સક્રિય હોસ્ટ મહતમ લંબાઈ વાળા કેબલ પર જોડાઈને નાની ફ્રેમ પાઠવે (મોકલે) છે ત્યારે અતિશય અથડામણમાં થ્રુપુટ નાટકીય રીતે ઘટે છે. જો કે, ૧૯૮૦ના Xeroxએ કરેલા એક અભ્યાસ મુજબ, તેઓ એ પ્રવર્તમાન ઈથરનેટના સ્થાપન હેઠળ કૃતિમ રીતે સામાન્ય અને ભારે બંને રીતે ભાર આપવામાં આવ્યો રીપોર્ટના દાવા મુજબ લેન પર ૯૮% થ્રુપુટ અવલોકિત કરાઈ. આ રીપોર્ટ વિવાદાસ્પદ બન્યો હતો, નમુના પ્રમાણે અથડામણવાળું નેટવર્ક સામાન્ય નેટવર્કથી ૪૦% થી ઓછી ક્ષમતા ધરાવે છે. પહેલાના ઘણા સંશોધનો CSMA/CD પ્રોટોકોલની બારીકાઇ સમજી શક્યા ન હતા અને ન કે તેની વિગતને સાચી કરવાનું કેટલું અગત્યનું હતું, અને ખરેખર નેટવર્ક્સ મોડેલીંગ માં તે કંઈક અંશે જુદી હતી.

રીપીટર અને હબ

કો-એક્ષેલ 10BASE2 (ડાબે BNC Connector) અને ટ્વીસટેડ-પૈર વાળું 10BASE-T(જમણે 8P8C Connector) એમ બંને નેટવર્કમાં કાર્યરત થઇ શકે તેવું ૧૯૯૦નુ નેટવર્ક ઇન્ટરફેસ કાર્ડ

સિગ્નલના અધ:પતન અને ટાઈમિંગ જેવા કારણોથી કો-એક્ષેલ ઈથરનેટના વિભાગો(Segments) સીમિત હોય છે. આથી મોટા નેટવર્કો ઈથરનેટ રીપીટરોની મદદથી બનાવાય છે. પહેલાના રીપીટરોમાં માત્ર બે પોર્ટ હતા જેનાથી મોટેભાગે નેટવર્કનો વિસ્તાર બમણો થતો. બેથી વધુ પોર્ટો ધરાવતું રીપીટર આવ્યા બાદ નેટવર્કમાં સ્ટાર ટોપોલોજીનું અસ્તિત્વ આવ્યું. સ્ટાર ટોપોલોજી જેને “Fibernet” પણ કહેતા તેના ૧૯૭૮ના પ્રારંભિક પ્રયોગોમાં ઓપ્ટીકલ રેસા (Optical Fiber) નો ઉપયોગ કર્યો.

ઓફીસમાં વહેચાયેલ ઈથરનેટ કેબલ ધરાવતું બસ-ટોપોલોજી નેટવર્ક બનાવતા તે સ્ટાર ટોપોલોજીથી રચેલ ટેલીફોની નેટવર્કના કેબલ ની ગોઠવણી સાથે સંઘર્ષ આવતું હતું. વેપારી ઈમારત માં પહેલેથી ટ્વીસ્ટેડ-પૈર વાળા કેબલથી ટેલીફોન નેટવર્ક બન્યું હોવાથી તેને બિલ્ડીંગ ની ડીઝાઇન પ્રમાણે નેટવર્કના વિસ્તારની ગોઠવણી થતી હોવાથી ટ્વીસ્ટેડ-પૈરએ મધ્ય ૧૯૮૦માં કો-એક્ષેલ કેબલનું સ્થાન લીધું. કોઈ એક જગ્યાએ આવતા ભંગાણથી બસ-ટોપોલોજી વાળું કો-એક્ષેલ નેટવર્ક પોતાની કાર્ય-ક્ષમતા ગુમાવે છે પરંતુ સ્ટાર ટોપોલોજી વાળા ટ્વીસ્ટેડ-પૈર નેટવર્કમાં ભંગાણ પડેલ કેબલ વાળું જ ઉપકરણ નેટવર્કથી અલગ થાય છે બીજા ઉપકરણોને તેની અસર થતી નથી.

૧૯૮૦ના મધ્યમાં અનશીલ્ડેડ ટ્વીસ્ટેડ-પૈર કેબલ (UTP)ની મદદથી ૧ Mbits/s ની ઝડપવાળું StarLan નેટવર્ક શરૂ થયું. SynOptics કંપનીએ ૧૯૮૭મા ૧૦ Mbits/S ની ઝડપ ધરાવતું ટ્વીસટેડપૈર કેબલ અને હાબને કેન્દ્રસ્થ મુકીને ઈથરનેટ નેટવર્ક બનાવ્યું. જે પાછળથી LattisNetથી ઓળખાયું. 10BaseTનો ઉપયોગ પોઈન્ટ-ટુ-પોઈન્ટ લીંક જોડવા જ કરાયો અને તે બધા ઉપકરણો ને બાંધવા વિકસ્યા. આ બદલાવથી રીપીટરનો ઉપયોગ કેન્દ્રસ્થ રહી બધા ઉપકરણોને ટ્વીસટેડ પૈરની મદદથી એક નેટવર્કમાં જોડવા થયો. આવા “Tree” બંધારણની મદદથી ઈથરનેટ નેટવર્કમાં સહેલાઈથી ખામી શોધી શકાઈ અને તેમનું જતન સહેલું થયું.

છતાં સ્ટાર ટોપોલોજીની ભૌતિકી અને ટ્વીસટેડ પૈર અને ફાઇબર મીડિયામાં રહેલા અલગ વહન અને પ્રાપ્ત ચેનલોની હાજરી છતાં, રીપીટર આધારિત ઇથરનેટ નેટવર્ક્સ હજુ પણ Half Duplex અને CSMA/CD નો ઉપયોગ, ફક્ત રીપીટરની ન્યુનતમ પ્રવૃત્તિ સાથે મુખ્યત્વે પેકેટ અથડામણમાં Collision Enforcement Signal પ્રસારિત કરે છે. રીપીટરના દરેક પોર્ટ પર દરેક પેકેટ ઝીલતા હોવાથી બેન્ડ-વિથ અને સલામતીને લગતી સમસ્યાનો તાગ મળતો નથી. રીપીટરના પુરા થ્રુ-પુત નો આધાર એકજ લીંક પર હોય છે અને બધી લીંક તે જ ઝડપને અનુસરે છે.

બ્રીજીંગ અને સ્વીચીંગ (Bridging & Switching)

બે ઇથરનેટ સ્વીચોનો પેચ ક્ષેત્ર સાથે પેચ કેબલો

જયારે કેબલના તૂટવાથી રીપીટર ઈથરનેટના સેગ્મેન્ટને જુદા પાડી શકે છે પણ પુરા ત્રાફીકને ઈથરનેટના બધા ઉપકરણો પર મોકલ્યા કરે છે. આથી નેટવર્કમાં કેટલા ઉપકરણોએ કોમ્યુનીકેશન કરવું તે માટે પ્રાયોગિક મર્યાદા બનાવી છે. પુરૂ એક નેટવર્ક એક Collision Domain હતો, અને બધા હોસ્ટ નેટવર્કના Collision ને શોધવા સક્ષમ હતા. દુરના નોડ વચ્ચે રીપીટરની સંખ્યા માર્યાદિત હોય છે. Segment રીપીટરોથી જોડાઈ છે અને બધા એક સરખી ઝડપથી કાર્ય કરે છે. આ સમસ્યાને દુર કરવા ડેટા લીંક લેયર પર બ્રીજીંગ બનાવામાં આવ્યું જયારે ભૌતિક લેયર અલગ કરાયું. બ્રીજીંગ માત્ર સારી રચના ધરાવતા (ભંગાણ ન પામેલા) પેકેટો જ આગળ બીજા સેગ્મેન્ટમાં ધપવા લાગ્યા જેથી અથડામણો(Collision) અને પેકેટની ખામીઓ સીમિત થઇ. જુદા સેગ્મેન્ટના નેટવર્કના ઉપકરણો કેવી રીતે કાર્ય કરે છે તે જાણવા ઈથરનેટ બ્રીજ (અને સ્વીચ) કૈક ઈથરનેટ રીપીટરની જેમ બધું ટ્રાફિક સેગ્મેન્ટો ની વચ્ચે પસાર થવા દે છે. ત્યારબાદ બ્રીજ દરેક પોર્ટ સાથે સંકળાયેલ એડ્રેસનો અભ્યાસ કરે છે, અને માત્ર નેટવર્કને જરૂરી એવા અડ્રેસને આગળ સેગ્મેન્ટમાં આગળ મોકલે છે જેથી એકંદરે નેટવર્કનો દેખાવ સુધરે છે. હજી “Broadcast” ટ્રાફિક બધા નેટવર્ક સેગ્મેન્ટમાં આગળ મોકલાય છે. બ્રિજથી બે હોસ્ટની વચ્ચે રહેલા કુલ સેગ્મેન્ટો પર કાબૂ મેળવી શકાય છે અને તેમાં મિશ્રિત ઝડપ(દા.ત. ૧૦ mbps / 100 mbsp બંને)માટે અવકાશ છે, “ફાસ્ટ ઈથરનેટ” ના વિકાસ માટે નમુનારૂપ બન્યો.

૧૯૮૯માં નેટવર્કીંગ કંપની કલ્પનાએ સૌપ્રથમ ૭ પોર્ટ વાળી ઈથરનેટ સ્વીચ – EtherSwitch બનાવી. આ સ્વીચ ઈથરનેટ બ્રીજથી કઈક અલગ રીતે કાર્ય કરે છે. જેમાં દાખલ થનારા દરેક પેકેટના મથાળા(Header)ને તપાસવામાં આવે છે પછી તેને આગળ મોકલવાના કે પડતા મુકવા તેનો નિર્ણય થાય છે. આથી નેટવર્ક ઉપકરણો પર પ્રોસેસિંગનો ભાર ઘટી ગયો અને પેકેટને આગળ ધપાવવાની નિષ્ક્રિયતા ઓછી થઇ. આ કટ-થ્રુ સ્વીચીંગનો એક ગેરફાયદો એ હતો કે વિકૃત થયેલા કે કરેલા પેકેટો પુરા નેટવર્કમાં ફેલાયા કરે છે જેથી કકળાટ(Jabbering) કરતુ હોસ્ટ કે સ્ટેશન આખા નેટવર્ક કે સેગ્મેન્ટને ભાંગી નાખે છે. આ સમસ્યાનો આખરનો ઉકેલ તે જ પહેલાનો “Store and Forward” અભિગમવાળો બ્રીજીંગ તરફનો હતો જેમાં પેકેટોને સ્વીચના બફરમાં સંપૂર્ણપણે વાંચી તેને ચકાસણી હેઠળ તપાસવામાં આવે પછી તેને આગળ વધારાય આ માટે શક્તિશાળી એપ્લીકેશન વાળી સંકલિત સરકીટની જરૂર પડી. તેથી, આગળના બ્રીજીગ ઉપકરણો હાર્ડવેરથી બન્યા જે પેકેટોને પુરતી વાયર ઝડપથી આગળ ધપાવવા પરવાનગી આપે છે.

જ્યારે ટ્વીસટેડ-પૈર કે ફાઈબર લીંકવાળું સેગ્મેન્ટમાં જો રીપીટર ના જોડાયું હોય તો તે સેગ્મેન્ટ સંપૂર્ણ બે-તરફી (Full-Duplex) ઈથરનેટ કે સેગ્મેન્ટ બને છે. આ full duplex પધ્ધતિમાં બંને ઉપકરણો એક જ સમયે પેકેટને મોકલી કે મેળવી શકે છે. આમાં અથડામણ અવકાશ નથી - Collision Domain બનતું નથી. આ કનેકશનો માટે Collision Doamin બનતું નથી એટલેકે તે બધી દરેક લીંક જેનો એક સેગ્મેન્ટમાં રહેલા બે હોસ્ટ ઉપયોગ કરતા હોય અને ટક્કરની શોધ માટે સેગ્મેન્ટની લંબાઈ બાધક બનતી નથી.ત્યારથી પેકેટો મોટે ભાગે પોતાના સલગ્ન પોર્ટ પર પહોચે છે તેથી Shared ઈથરનેટ કરતા સ્વીચ ઈથરનેટ નેટવર્ક પર ઓછું ટ્રાફિક હોય છે. આમ છતાં, સ્વીચ નેટવર્ક ટેકનોલોજી ની ગણના અસુરક્ષિત નેટવર્ક ટેકનોલોજી તરીકે કરવી જોઈએ કારણકે તેને સરળતાથી ARP spoofing અને Mac Flooding જેવા તરીકાથી ભાંગી શકાય છે.

ઉન્નત નેટવર્કીંગ

કોર સ્વીચ

સાદા સ્વીચ નેટવર્કની કેટલીક સમસ્યાઓ છે જેવીકે નેટવર્કના કોઈ એક પોઈન્ટ પર ફેઈલ થવું, સ્વીચ કે હોસ્ટ પર કોઈ અડપલું (તેના સભ્ય ન રહીને પણ) કરી તેને ખોરવી શકાય છે, બ્રોડકાસ્ટ, રી-ડાયરેકશન અને મલ્ટી-કાસ્ટિંગ ની સુગમતા અને સુરક્ષા જેવા મુદ્દા અને કોઈ એક એકલી લીંક ને ગૂંગળાવી નાખતો જરૂરથી વધારાનો ટ્રાફિક જે લીંકને નિષ્ક્રિય કરે છે. આવા કેટલાય પ્રશ્નો જે સામાન્ય રીતે વ્યવસ્થાને ખોળવી નાખે છે જેનો ઉકેલ આ સાદા નેટવર્કિંગ માં મોટો સુધારોથી જ શક્ય હતો આ મોટા સુધારાથી બનેલા ઉન્નત નેટવર્કમાં આવી સમસ્યા માટે બનતા પ્રયત્નો થયા છે.

જેમકે સાદા નેટવર્કમાં બે કે બેથી વધુ બ્રીજીંગના લરનિગ વખતે થતો લૂપના પ્રોબ્લેમ સ્પાનીંગ-ત્રિ પ્રોટોકોલ (Spanning Tree Protocol) વિકસાવી દુર કર્યો છે. Mac LockDown જેવી વિશિષ્ટ તકનીકથી પોર્ટની સુરક્ષા વધી છે. આભાસી લેન (Virtual LAN) ભૌતિક લેનમાં વર્ગ પ્રમાણે હોસ્ટને અલગ રાખવામાં મદદ કરે છે. આ આભાસી લેનના સભ્યો વચ્ચેની વાતચીતને એક્ષેસ-લીસ્ટ કે રાઉટીગ નો ઉપયોગ કરીને નિયંત્રિત કરી શકાય છે. LInk Aggregation જેવી તકનીકો અતિભારિત લીંકને બેન્ડ-વિથ આપી તેને નિષ્ક્રિય થતા બચાવે છે.

IEEE 802.1aq (Shortest Path Bridging) માં લીંક-સ્ટેટ પ્રોટોકોલ IS-IS ખુબજ મોટા નેટવર્કૉમાં ટુંકા માં ટુંકા રસ્તાઓનો ઉપયોગ કરી મંજીલ સુધી પહોચે છે. ૨૦૧૨મા David Allan અને Nigel Bragg દ્રારા લેખિત 802.1aq Shortest Path Bridging Design and Evolution : The Architect’s Perspectiveને ઈથરનેટના ઇતિહાસમાં એક સૌથી વધુ નોધપાત્ર ઉન્નતીકરણો તરીકે ગણાયા છે.

ઈથરનેટ ના પ્રકારો

એક નોંધપાત્ર સમય ગાળામાં ઈથરનેટના ભૌતિક સ્તરમાં ભૌતિક માધ્યમ તરીકે કો-એક્ષેલ, ટ્વીસટેડ-પૈર અને ફાઈબર ઓપ્ટીક નો સમાવેશ થયો અને તેમની ઝડપ 10mbit થી વધી 100Gigbit થઇ. ઈથરનેટને સામાન્ય રીતે 10BASE-T, 100BASE-TX અને 1000BASE-T વડે દર્શાવાય છે જેનો ટ્વીસટેડ-પૈર અને 8P8C કનેક્ટર પિન વડે ઉપયોગ થાય છે. તેમની ઝડપ ક્રમ પ્રમાણે 10mbit/S, 100mbit/S અને 1Gbit/S છે. ઈથરનેટ ફાઈબર ઓપ્ટીકની મદદથી ઊંચો પ્રભાવ આપે છે.

ઈથરનેટ ફ્રેમ

ભૌતિક વાયર પર રહેલ ડેટાના પેકેટને ફ્રેમ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. ફ્રેમની શરૂઆત Preambleથી થાય છે પછી તરત SFD (Start Frame Delimiter) આવે છે. ત્યારબાદ ફ્રેમનું મથાળું જેમાં ફ્રેમનું ઉદગમસ્થાન અને ગંતવ્યસ્થાનનું Mac Address લખેલ હોય છે. ફ્રેમના મધ્યમાં ડેટા પેલોડ જેમાં કોઈપણ પ્રોટોકોલના (દા.ત. ઈન્ટરનેટ પ્રોટોકોલ (IP)) મથાળા હોય શકે. 32bitના cyclic redundancy check થી ફ્રેમનો અંત થાય છે જેનો ઉપયોગ મુસાફરી દરમિયાન થયેલ ડેટાના નુકશાન (જો થયેલ) ને શોધવા થાય છે.

સ્વયં-સંચાલિત વાટાઘાટો (Autonegotiation)

બે ઉપકરણો એકબીજા સાથે પહેલીવાર જોડાઈ ને ડેટાની આપલે કરે તે પહેલા તેઓ વચ્ચે સામાન્ય પ્રચલો (parameters) ની પસંદગી થાય છે આ ક્રિયા સ્વયં-સંચાલિત થાય છે. પ્રચલો જેવાકે ઝડપ, બેતરફી(duplex) નો પ્રકાર. 100BASE-TX ઈથરનેટમાં આ સ્વયં સંચાલિત વાટાઘાટો ની ક્રિયાની રજૂઆત થઇ, 10BASE-T માં સુસંગત કરાય અને 1000BASE-T માં તેને ફરજીયાત બનાવામાં આવી છે.