Почему просто разделение кабеля Ethernet не работает?

35

Я думал, что Ethernet логически представляет собой однолинейную коммуникационную шину (ради аргумента я исключаю концентраторы). Все машины, подключенные к шине, слышат одинаковые сигналы, и сами машины пытаются избежать столкновений путем случайного отступления.

http://computer.howstuffworks.com/ethernet6.htm

Если да, то почему не работает разделение одной линии Ethernet от моего домашнего маршрутизатора на два и подключение двух компьютеров? Почему я должен добавить к нему переключатель?

То, что сказал Интернет, не сработает.

                                                           +----------+
                                               +---------->|computer 1|
                                               |           +----------+
    +------------------+       +---------------+
    |4 port home router+------>|simple splitter|
    +------------------+       +---------------+
                                               |           +----------+
                                               +---------->|computer 2|
                                                           +----------+

Что интернет сказал, что я должен делать

                                                           +----------+
                                               +---------->|computer 1|
                                               |           +----------+
    +------------------+       +---------------+
    |4 port home router+------>|    switch     |
    +------------------+       +---------------+
                                               |           +----------+
                                               +---------->|computer 2|
                                                           +----------+

Это из-за ухудшения сигнала (снижение электрического тока)?


Спасибо за все ответы! Причина, по которой я не просто использовал два порта моего домашнего маршрутизатора, заключается в том, что ...

4-портовый гигабитный маршрутизатор находится в моей комнате, и я установил компьютер в другой комнате (хотя и в моей комнате). Поскольку проводная сеть намного надежнее и безопаснее, я купил длинный кабель Ethernet и подключил компьютер к маршрутизатору. Теперь я думал о добавлении еще одного компьютера в эту комнату. Я мог бы купить еще один длинный кабель Ethernet, но тогда между комнатами будет два кабеля. Одна строка уже вызывает небольшое раздражение, поэтому я подумал, могу ли я разделить одну строку между двумя компьютерами в этой комнате. Переключатель будет работать, но он требует питания и немного дорогой. Вот почему я задавался вопросом, почему бы просто не разделить физический кабель Ethernet.

Видимо, я не совсем понимаю, как работают Ethernet и коммутатор. У меня просто есть кое-какие знания, которые я слышал на уроках в колледже.

Чертовски овощи
источник
7
Если вы понимаете, что ethernet - это однострочная связь, и понимаете, как работает коммутатор, я не понимаю ваш вопрос. Если вы разделите кабель Ethernet, это больше не приведет к соединению одной линии, поскольку два устройства будут находиться на одной и той же линии. Вы понимаете, как правильно переключаться?
Ramhound
Вы можете сделать с вашим 4-портовым маршрутизатором и двумя кабелями. Вам не нужен переключатель, потому что то, что вы называете маршрутизатором, на самом деле является модемом + 4ports_switch + (в некоторых случаях). Иными словами, если ваш маршрутизатор имеет более одного выходного порта, он также имеет некоторые возможности коммутатора.
Bruno9779
2
На самом деле, это работает, иногда, конечно. Только не очень надежно и передатчики работают за пределами своих параметров. Кроме того, вы не можете общаться со своим «близнецом», только с другого конца, потому что переданные данные не будут отражены обратно на ваш (общий) кабель.
Даниэль Р Хикс
Я не понимаю, почему вы просто не прокладываете два кабеля, если вам не нужен другой концентратор: [4-портовый домашний маршрутизатор] ==================== ======= [два кабеля Ethernet] ====== [два компьютера]
RoboKaren
2
Ethernet был заново изобретен несколько раз. Только первая версия была основана на одной шине, к которой подключены все компьютеры.
user253751

Ответы:

68

В 10BASE-T и 100BASE-TX одна пара проводов используется для передачи, а другая - для приема. То есть одна пара - это пара, по которой хост Ethernet передает, а концентратор или коммутатор принимает, а другая пара - это пара, по которой передает концентратор / коммутатор, и хост Ethernet принимает.

Если вы разделяете кабель простым пассивным разветвителем, вы подключаете эти два хоста Ethernet: передатчик-передатчик и приемник-приемник. Это все равно что держать телефонную трубку вверх дном и пытаться говорить в динамик и слушать микрофон - это просто не работает. Таким образом, даже если бы оба были в полудуплексном режиме (как они были подключены к концентратору, а не к коммутатору), ни один из хостов Ethernet не смог бы определить, когда другой передает, потому что ни один из приемников не был подключен к другому. свой передатчик. Таким образом, они будут иметь необнаружимые столкновения. Не говоря уже о том, что они оба будут подключены к одному и тому же порту концентратора, что, вероятно, сбивает с толку способность автосогласования концентратора, поскольку концентраторы не ожидают автосогласования с двумя отдельными хостами на одном порту.

Во многих отношениях ситуация еще хуже в том случае, если вы подключите их обоих к коммутатору, потому что они оба могут в конечном итоге подумать, что они могут выполнять полнодуплексный режим, что означает еще больше необнаружимых коллизий на том, что должно быть без коллизий ссылка (должным образом подключенные полнодуплексные ссылки не могут иметь коллизии).

С 1000BASE-T (Gigabit Ethernet через Cat5 или лучше UTP медные кабели) ситуация еще хуже, потому что все 4 пары проводов используются как для передачи, так и для приема (одновременный, полнодуплексный), а приемопередатчики достаточно сложны, чтобы включить это. Но если вдруг на линии появляется третье лицо, передающее и получающее все одновременно, это полностью разрушает работу схемы одновременной двунаправленной сигнализации. Поскольку все три устройства передают данные одновременно, даже если вы вычли свою собственную передачу, вы не сможете дифференцировать передачи двух других устройств в принимаемом вами сигнале.

Некоторые ранние версии Ethernet, такие как 10BASE-2, также называемый «thinnet», также называемый «cheapnet», имели топологию шины, в которой все хосты в локальной сети в буквальном смысле использовали один и тот же провод (один и тот же коаксиальный кабель). Поскольку один и тот же провод использовался как для передачи, так и для приема, и на шине могло быть любое количество хостов, он должен был быть полудуплексным. Но трансивер 10BASE-2 ожидал, что так оно и будет. И поскольку все передатчики и приемники были подключены к одному и тому же проводу, все могли слышать друг друга (в отличие от вашего примера разделения 10/100 / 1000BASE-T).

Spiff
источник
8
Спасибо за исчерпывающее объяснение. Кажется, концепция Ethernet, которую я изучил в моем колледже, была «более дешевой сетью», которую вы упомянули.
Чертовы овощи
1
Стоит также упомянуть, что, хотя на самом деле не Ethernet, 802.11 также должен бороться с коллизиями, а также с произвольным числом хостов в «шине» (радиоканале) - даже в большей степени, чем 10base-2 и друзья, потому что может быть несколько отдельных сетей, даже использующих один и тот же канал, все в пределах досягаемости друг друга.
CVn
2
Я был бы признателен за объяснение того, почему Ethernet сплиттеры даже на рынке. Они мошенники? Одно из объяснений состоит в том, что сплиттеры позволяют подключать два устройства, но не оба одновременно. В принятом ответе « Разница между Ethernet-разветвителем и коммутатором» , который положительно говорит о разветвителях, не упоминается ни одна из ваших точек зрения, а вы не упоминаете ни одну из них. Я хочу подключить два компьютера наверху к двум портам на моем маршрутизаторе AT & T U-Verse без необходимости прокладывать два кабеля.
Майкл
2
@Michael Исходя из этого связанного ответа, звучит как разветвитель Ethernet, который позволяет вам выполнять два 4-проводных соединения через 8-проводный кабель. Это работает, поскольку раньше Gigabit Ethernet все равно использовал только 4 провода.
user253751
Этот ответ кажется ошибочным (возможно, даже неправильным), потому что holding the phone handset upside downаргумент (т.е. transmitter-to-transmitter and receiver-to-receiver) применяется только к соединению между двумя клиентами. Вы игнорируете, что каждый из 2 клиентов правильно подключен к маршрутизатору (т.е. transmitter-to-receiver+receiver and receiver-to-transmitter+transmitter).
Властимил Овчачик
8

Первоначальная спецификация Ethernet содержала коаксиальные кабели, которые были подключены (разделены) к каждой рабочей станции (отсюда и «эфир» в сети Ethernet). Но мы говорим о древней истории здесь. Технически это все еще возможно с кабелями RJ-45, так как протокол Ethernet по-прежнему поддерживает механизмы обнаружения столкновений, но почему, во имя Бога, вы хотите настроить его таким образом? Тем более, что у вашего роутера в первую очередь есть 4 порта для работы.

Уэс Сайид
источник
Я не думаю, что это действительно отвечает на его вопрос.
Spiff
1
@Spiff, как я читал, это именно то, чего оператору не хватает (например, вы можете разделить коаксиальный кабель, используя однопроводный аналоговый кабель, но это не относится к кабелю Cat-X).
Фрэнк Томас
1
Я думаю, что это лучше, чем фактический ответ. Если у ОП только 4 хоста, почему бы ему не использовать один порт для каждого хоста? Если два в примере были только гипотетическими, и они были больше, то частота столкновений должна быть PITA . Это просто не будет эффективным, может быть, лучшая вещь будет купить выключатель.
arielnmz
@FrankThomas OP попросил объяснить, почему не работает разделение кабеля Cat5 / RJ-45. Вместо объяснения, почему нет, Уэс заявил (неправильно), что это технически возможно.
Spiff
1
Я не ложно утверждал, что это возможно. Это полностью IS возможно. Вы можете подключить пары к кабелю RJ-45 так же, как и к аналоговому телефонному шнуру RJ-11. Смотрите эту ссылку RJ-45 сплиттер . Возможно, мой язык был немного резким, но я не могу придумать единственной логической причины сделать это, когда у вас уже есть 4-портовый коммутатор для работы.
Уэс Сайид
7

Я удивлен, что должен не согласиться со Spiff - в некотором смысле это работает. Мы искали причину чрезмерных ошибок пакетов на заводе. Среди прочего мы обнаружили, что какой-то электрик просто вклеил Y в сетевой кабель 100BASE-T .

Иногда на двух задействованных компьютерах возникали сетевые ошибки, но поскольку это продолжалось в течение длительного времени, пока пользователи использовали программу, находящуюся в сети, и все ее данные (кроме содержимого, записанного во временный каталог) находились в сети, я могу окончательно сказать, что это возможный.

Коммутаторы являются светофорами сети - без них пакеты плохо сталкиваются друг с другом. Обычно сетевой протокол компенсирует потерянные пакеты.

Лорен Печтель
источник
Я подозреваю, что сетевые карты на обоих концах как-то связаны с этим. Некоторые из них более терпимы / умнее, чем другие, когда дело доходит до неисправностей проводки. Во времена коаксиального Ethernet у меня была одна конкретная карта, которая каким-то образом могла работать без правильно установленного терминатора.
Andon M. Coleman
@ AndonM.Coleman Согласен. Карты должны были терпеть это. Это было сделано, по крайней мере, 10 лет назад, и я думаю, что функция, которая была на некоторых простых ванильных картах тогда, была бы во всех картах к настоящему времени.
Лорен Печтел
5

Если разделить кабель таким образом, чтобы два входных приема устройства получали данные от передатчика третьего устройства, а передатчики первых двух устройств питали приемник третьего устройства, то данные, передаваемые третьим устройством, могли бы быть получены первыми двумя, и даже возможно, что третье устройство может прослушивать данные, передаваемые одним из первых двух, но надежность в любом случае будет низкой.

Представьте себе кабель как пружинную игрушку Slinky, которая висит вертикально и плавает внизу. Если кто-то ненадолго толкает верхнюю часть пружины, волна движется вниз по пружине к основанию, после чего она отражается обратно вверх. Прикрепление нижнего конца к полу не решит проблему. Это изменит полярность отраженной волны, но отражение все равно останется. Единственный способ избежать отражения в нижней части пружины состоит в том, чтобы иметь достаточно энергии, чтобы предотвратить отражение в одинаковой фазе, но не столько, чтобы вызвать противофазное отражение.

Интернет-кабели работают почти так же - устройство посылает импульсы и ожидает, что у другого устройства будет достаточно «дать», чтобы поглотить их чисто. В любом месте характеристики замены кабеля вызовут отражения и другие подобные нежелательные эффекты, если не будут приняты надлежащие меры для их предотвращения. Если пакеты достаточно короткие и код ожидает достаточно долго, прежде чем отправлять пакет, то любые отражения, которые распространялись по кабелю, достаточно угасли, возможно, что некоторые данные будут отправлены по кабелю. Поскольку связь по Ethernet, как правило, не включает такие задержки, связь может быть ненадежной. Возможно, что устройство может передать, например, первые десять пакетов данных, которые оно хочет отправить, в результате чего первые два будут получены, а остальные будут искажены первым; после получения второго пакета получатель может отложить его подтверждение до тех пор, пока он не решит, что больше нет данных, поступающих немедленно (удобно не делать это определение до тех пор, пока шум не стихнет). Получив подтверждение от второго пакета, передатчик будет отправлять третий-двенадцатый пакеты (опять же, только из двух из десяти его получит), получатель будет подтверждать четвертый и т. Д. Данные могут пройти через, но в лучшем случае медленно ,

Supercat
источник
+1 за вялую аналогию, чтобы объяснить несоответствия импеданса!
Оливер Чарльзуорт
4

Если ваша сеть 100BASE-TX с кабелем Cat 5, вы можете разделить кабель, но вы делаете это с помощью адаптера, чтобы использовать все четыре пары в существующем длинном кабеле Cat 5 (обычно используются только две из четырех пар).

Таким образом, вам понадобится два очень коротких соединительных кабеля на конце маршрутизатора, два разветвителя RJ45 / Cat 5 LAN и несколько более длинных соединительных кабелей на конце компьютера. На приведенной ниже диаграмме буква «Y» обозначает сплиттер, а стрелка обозначает один кабель категории 5.

.----------.                                         __  _ 
| Router   |                            .---------> [__]|=|
|          |       .----.               |           /::/|_|
|          |------>| Y  |             .----.
|          |       |    |------------>| Y  |
|          |------>|    |             '----'
|          |       '----'               |
'----------'                            |           __  _ 
                                        |          [__]|=|
                                        '--------->/::/|_|

Приведенное выше решение не потребует дополнительного источника питания, но потребует использования двух портов на маршрутизаторе, но оно будет по меньшей мере аккуратнее, чем два отдельных кабеля, идущих параллельно.

См. Также обсуждение 100BASE-TX и его проводки в Fast Ethernet , подраздел Copper .

Ник Букер
источник
1

Разделение кабеля Ethernet для подключения двух клиентов не так невозможно, как могут предложить некоторые ответы. И это неслыханно.

1 Проблемы

Основные проблемы, с которыми вы столкнетесь при подключении вашей сети:

  • клиенты не могут использовать обнаружение коллизий CSMA / CD и, следовательно, сделать их
  • клиенты не могут разговаривать друг с другом

1.1 Клиенты не могут общаться друг с другом

Оба клиента могут нормально общаться с маршрутизатором (когда мы игнорируем коллизии), но они не могут напрямую общаться друг с другом, потому что провод передатчика одного клиента подключен к выводу передатчика другого клиента. Правильная проводка будет от передатчика к приемнику и наоборот.

Я не углублялся в эту конкретную проблему слишком глубоко, но кажется возможным, что маршрутизатор пересекает связь между двумя клиентами, поэтому вам действительно нужно решить проблему коллизий.

С другой стороны, маршрутизатор может отбрасывать трафик, адресованный конечной точке, которая физически находится на том же порту маршрутизатора, что и источник. Маршрутизатор может по праву ожидать концентратор в нисходящем направлении.

1.2 Проблема столкновения

Это действительно просто следствие предыдущей проблемы. Клиенты и маршрутизатор прослушивают собственный вывод приемника до и во время передачи. Если они обнаруживают чью-либо передачу, они откладывают или прерывают собственную передачу. Это и как разрешить коллизию, описано в CSMA / CD .

Таким образом, маршрутизатор может использовать обнаружение коллизий, а клиенты - нет. Это будет бормотать трафик некоторых или всех клиентов.

Следует упомянуть один важный момент: CSMA / CD прослушивает вывод приемника, а не прослушивает вывод передачи. Можно утверждать, что оба клиента могут предотвратить коллизии, обнаруживая трафик на проводе передачи другого клиента, что кажется разумным, поскольку именно так мы разделяем кабель. Это было бы для нас святым Граалем, поскольку это позволило бы нам разделить кабель, как нам нравится, без столкновений. Однако это не так, потому что:

  • Ваша собственная передача вызовет ложное положительное обнаружение столкновения
  • вам нужно обнаруживать столкновения, даже если вы в данный момент передаете

2 решения

Давайте обсудим некоторые варианты.

2.1 Решение без усилий

Просто расколоть провод и посмотрим, что получится. Это может работать, пока нет или мало столкновений, возможно, потому что:

  • коллизии не так уж и плохи (т.е. да, сеть ненадежная, но работает)
  • клиенты не такие болтливые (вызывают небольшие коллизии)
  • или они получают только (например, проволочный отвод Wireshark )

Столкновение - это грязное слово, но на самом деле я понятия не имею, насколько они плохи в сети реального мира.

2.2 Решение столкновений другими средствами

  • два клиента никогда не включаются одновременно
  • (мне в голову пришло еще несколько идей, но ничего практичного или интересного)

Если столкновения слишком плохие и вы не можете использовать встроенный CSMA / CD, вы в значительной степени облажались.

2.3 Использование разветвителя Ethernet MYWA-04 , MYWA-08

Это не реальное решение, скорее обходной путь. Эти разветвители жертвуют скоростями 1 Гбит / с в пользу двух независимых каналов Ethernet 100 Мбит / с в одном проводе. Это идет с некоторыми проблемами, обсужденными в другом месте, но я перечисляю это как выбор.

MYWA-04thumb MYWA-08thumb

2.4 Устранение столкновений с помощью проводного концентратора

Hub - это решение вашей проблемы. Его основная функция заключается в повторной отправке входящего трафика на все остальные порты, кроме источника трафика (что может вызвать ложно-положительное обнаружение коллизии). Вот и все, и это также суммирует проблему, с которой мы имеем дело.

Вы можете использовать пару диодов для клонирования передачи одного клиента на приемник другого клиента и наоборот. Это создаст простой пассивный концентратор без питания.

Было бы здорово изменить MYWA-07 для этого:

MYWA-07thumb

2.5 Трехпортовый пассивный концентратор без питания

Это похоже на предыдущую идею, но для 3 клиентов. Престижность Мирослава Adzic .

pehimagethumb

Внутренние компоненты описаны в разделе Построение пассивного сетевого концентратора с антипараллельными диодами.

2.6 PoE-концентратор или коммутатор

Можно также рассмотреть возможность использования PoE- концентратора или коммутатора, если по какой-то причине вы ограничены на другой стороне стены (так сказать).


3 примечания

Властимил Овчачик
источник
0

Помните, что сеть Ethernet имеет дело с передачей сигналов, которая на несколько порядков более хитрая, чем вопрос передачи электроэнергии.

Статья 10BASE2 из Википедии описывает преимущества и недостатки «старых» систем Ethernet. Несмотря на то, что дополнительные узлы фактически можно было добавить без концентратора, это никогда не было так просто, как «объединить» другой сегмент в.

Невин Уильямс
источник
По крайней мере, две вводящие в заблуждение вещи здесь. В этом случае не используется «напряжение пробоя» (изменяющиеся входные сопротивления не вызывают «пиков»), а задержка не имеет ничего общего с необработанной скоростью передачи.
Оливер Чарльзуорт
Я думаю, я удалю большую часть этого, тогда ...
Невин Уильямс