Dlaczego podział kabla Ethernet nie działa?

35

Myślałem, że Ethernet jest logiczną magistralą komunikacyjną jednowierszową (dla argumentu wykluczam koncentratory). Wszystkie maszyny podłączone do magistrali słyszą te same sygnały, a same maszyny starają się unikać kolizji poprzez losowe wycofanie się.

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

Jeśli tak, to dlaczego dzielenie jednej linii Ethernet z mojego domowego routera na dwa i łączenie dwóch komputerów nie działa? Dlaczego muszę do niego dodać przełącznik?

To, co powiedział Internet, nie zadziała.

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

Co powiedział Internet, że powinienem zrobić

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

Czy to z powodu degradacji sygnału (zmniejszenie prądu elektrycznego)?


Dziękuję za wszystkie odpowiedzi! Powodem, dla którego nie korzystałem tylko z dwóch portów mojego domowego routera, jest ...

4-portowy gigabitowy router jest w moim pokoju, a ja umieściłem komputer w innym pokoju (choć także w moim pokoju). Ponieważ sieć przewodowa jest znacznie bardziej niezawodna i bezpieczna, kupiłem długi kabel Ethernet i podłączyłem komputer do routera. Teraz myślałem o dodaniu kolejnego komputera do tego pokoju. Mógłbym kupić kolejny długi kabel Ethernet, ale wtedy między pokojami będą dwa kable. Jedna linia już jest niewielką uciążliwością, więc pomyślałem, czy mógłbym współdzielić jedną linię między dwoma komputerami w tym pokoju. Przełącznik działałby, ale wymaga zasilania i jest trochę drogi. Dlatego zastanawiałem się, dlaczego po prostu nie rozdzieliłbym fizycznego kabla Ethernet.

Najwyraźniej nie do końca rozumiem, jak działa Ethernet i przełącznik. Mam tylko trochę wiedzy, którą usłyszałem na zajęciach w college'u.

Cholerne warzywa
źródło
7
Jeśli rozumiesz, że Ethernet jest komunikacją jednowierszową i rozumiesz, jak działa Switch, nie rozumiem twojego pytania. Jeśli podzielisz kabel Ethernet, nie spowoduje to komunikacji w jednym wierszu, ponieważ dwa urządzenia byłyby na tej samej linii. Rozumiesz, jak to się zmienia?
Ramhound
Możesz to zrobić za pomocą 4-portowego routera i dwóch kabli. Nie potrzebujesz przełącznika, ponieważ to, co nazywasz routerem, to tak naprawdę router + 4ports_switch + (w niektórych przypadkach) modem. Innymi słowy, jeśli router ma więcej niż jeden port wyjściowy, ma również pewne możliwości przełączania.
Bruno9779,
2
Właściwie to czasem działa. Tylko niezbyt niezawodnie, a nadajniki działają poza swoimi parametrami. Ponadto nie możesz komunikować się z „bliźniakiem”, tylko z drugim końcem, ponieważ przesyłane dane nie zostaną odzwierciedlone w kopii zapasowej (współdzielonego) kabla.
Daniel R Hicks
Nie rozumiem, dlaczego po prostu nie układasz dwóch kabli, jeśli nie chcesz innego koncentratora: [4-portowy router domowy] ==================== ======= [dwa kable Ethernet] ====== [dwa komputery]
RoboKaren
2
Ethernet został wynaleziony kilka razy. Tylko pierwsza wersja była oparta na jednej magistrali, do której są podłączone wszystkie komputery.
user253751

Odpowiedzi:

68

W 10BASE-T i 100BASE-TX jedna para przewodów służy do transmisji, a druga do odbioru. Oznacza to, że jedna para to para, na której host Ethernet przesyła, a koncentrator lub przełącznik odbiera, a druga para to para, na której koncentrator / przełącznik transmituje, a host Ethernet odbiera.

Jeśli rozdzielisz kabel za pomocą prostego rozdzielacza pasywnego, podłączasz te dwa hosty Ethernet od nadajnika do nadajnika i od odbiornika do odbiornika. To tak, jakby trzymać słuchawkę do góry nogami i próbować mówić do głośnika i słuchać mikrofonu - to po prostu nie działa. Nawet jeśli oba byłyby w trybie półdupleksu (jakby były podłączone do koncentratora, a nie przełącznika), żaden z hostów Ethernet nie byłby w stanie wykryć, kiedy drugi transmituje, ponieważ żaden odbiornik nie był podłączony do drugiego nadajnik. Mieliby więc niewykrywalne kolizje. Nie wspominając o tym, że oba byłyby podłączone do tego samego portu koncentratora, prawdopodobnie myląc zdolność autonegocjacji koncentratora, ponieważ koncentratory nie oczekują automatycznej negocjacji z dwoma oddzielnymi hostami na tym samym porcie.

Pod wieloma względami sytuacja jest jeszcze gorsza w przypadku podłączania ich obu do przełącznika, ponieważ mogą oboje myśleć, że mogą wykonywać pełny dupleks, co oznacza jeszcze więcej niewykrywalnych kolizji na czymś, co powinno być wolne od kolizji link (prawidłowo okablowane łącza pełnego dupleksu nie mogą powodować kolizji).

W przypadku 1000BASE-T (Gigabit Ethernet over Cat5 lub lepszy okablowanie miedziane UTP) sytuacja jest jeszcze gorsza, ponieważ wszystkie 4 pary przewodów są używane zarówno do nadawania, jak i odbierania (jednoczesny, pełny dupleks), a urządzenia nadawczo-odbiorcze są wystarczająco zaawansowane, aby włącz to. Ale jeśli nagle na linii jest jednocześnie osoba trzecia, która transmituje i odbiera wszystko w tym samym czasie, całkowicie odmienia to sposób działania schematu jednoczesnej sygnalizacji dwukierunkowej. Dzięki trzem urządzeniom nadającym jednocześnie, nawet po odjęciu własnej transmisji, nie można odróżnić transmisji pozostałych dwóch urządzeń od odbieranego sygnału.

Niektóre wczesne wersje Ethernetu, takie jak 10BASE-2 aka „thinnet” aka „cheapernet”, zawierały topologię magistrali, w której wszystkie hosty w sieci LAN dosłownie dzieliły ten sam przewód (ten sam kabel koncentryczny). Ponieważ ten sam drut był używany zarówno dla Tx, jak i Rx, a na magistrali mogła znajdować się dowolna liczba hostów, musiał być w trybie półdupleksu. Ale transceiver 10BASE-2 spodziewał się, że tak właśnie będzie. A ponieważ wszystkie nadajniki i odbiorniki były podłączone do tego samego drutu, wszyscy mogli się słyszeć (w przeciwieństwie do podzielonego przykładu 10/100 / 1000BASE-T).

Spiff
źródło
8
Dziękujemy za wyczerpujące wyjaśnienie. Wygląda na to, że pojęcie Ethernet, którego nauczyłem się na studiach, to „Cheapernet”, o którym wspominałeś.
Cholerne warzywa
1
Warto również wspomnieć, że chociaż nie jest to Ethernet, 802.11 musi również walczyć z kolizjami, a także z dowolną liczbą hostów na „magistrali” (kanał radiowy) - nawet więcej niż 10base-2 i przyjaciółmi, ponieważ mogą być kilka oddzielnych sieci, nawet korzystających z tego samego kanału, wszystkie w swoim zasięgu.
CVn
2
Byłbym wdzięczny za wyjaśnienie, dlaczego rozgałęźniki Ethernet są nawet na rynku. Czy są nieuczciwe? Jednym z wyjaśnień jest to, że rozgałęźniki pozwalają na połączenie dwóch urządzeń, ale nie na oba jednocześnie. Akceptowana odpowiedź na Różnicę między rozgałęźnikiem Ethernet a przełącznikiem , która mówi pozytywnie o rozgałęźnikach, nie wspomina o żadnym z twoich punktów, podczas gdy nie wspominasz o żadnym z nich. Chcę podłączyć dwa komputery na górze do dwóch portów w routerze AT&T U-Verse bez konieczności prowadzenia dwóch kabli.
Michael
2
@ Michael Z tej połączonej odpowiedzi brzmi jak rozdzielacz sieci Ethernet, który pozwala na uruchomienie dwóch połączeń 4-żyłowych za pomocą kabla 8-żyłowego. Działa to, ponieważ wcześniej Gigabit Ethernet i tak używa tylko 4 przewodów.
user253751,
Ta odpowiedź wydaje się błędna (może nawet błędna), ponieważ holding the phone handset upside downargument (tj. transmitter-to-transmitter and receiver-to-receiver) Dotyczy tylko połączenia między dwoma klientami. Ignorujesz, że każdy z 2 klientów jest prawidłowo podłączony do routera (tj transmitter-to-receiver+receiver and receiver-to-transmitter+transmitter.).
Vlastimil Ovčáčík
8

Oryginalna specyfikacja Ethernet wymagała kabli koncentrycznych, które były podłączone (dzielone) do każdej stacji roboczej (stąd „eter” w eterze). Ale mówimy tutaj o historii starożytnej. Technicznie nadal jest to możliwe z kablami RJ-45, ponieważ protokół Ethernet nadal obsługuje mechanizmy wykrywania kolizji, ale dlaczego, na Boga, chciałbyś tak ustawić? Zwłaszcza, że ​​router ma przede wszystkim 4 porty do pracy.

Wes Sayeed
źródło
Nie sądzę, że to naprawdę odpowiada na jego pytanie.
Spiff
1
@Spiff, jak czytam, wydaje się, że dokładnie tego brakuje w op (np. Że możesz rozdzielić kabel koncentryczny, ponieważ jest to pojedynczy kabel analogowy, ale to samo nie dotyczy okablowania cat-X).
Frank Thomas
1
Myślę, że to lepsze niż faktyczna odpowiedź. Jeśli OP ma tylko 4 hosty, dlaczego nie używałby tylko jednego portu dla każdego hosta? Jeśli dwa w tym przykładzie były jedynie hipotetyczne i były większe, to współczynnik kolizji musi być PITA . To po prostu nie byłoby wydajne, być może najlepszą rzeczą byłoby kupić przełącznik.
arielnmz
@FrankThomas OP poprosił o wyjaśnienie, dlaczego rozdzielenie kabla Cat5 / RJ-45 nie zadziała. Zamiast wyjaśnić, dlaczego nie, Wes stwierdził (niepoprawnie), że jest to technicznie możliwe.
Spiff
1
Nie twierdziłem fałszywie, że to możliwe. To całkowicie JEST możliwe. Możesz stuknąć pary kablem RJ-45 w taki sam sposób, jak analogowy przewód telefoniczny RJ-11. Zobacz ten link Rozgałęźnik RJ-45 . Może mój język był trochę ostry, ale nie mogę wymyślić żadnego logicznego powodu, aby to zrobić, skoro masz już 4-portowy przełącznik do pracy.
Wes Sayeed
7

Dziwi mnie, że nie mogę się zgodzić ze Spiffem - w pewnym sensie to działa. Polowaliśmy na przyczyny nadmiernych błędów pakietów w fabryce. Odkryliśmy między innymi to, że jakiś elektryk po prostu złożył Y w kablu sieciowym 100BASE-T .

Dwa zaangażowane komputery czasami miały błędy sieciowe, ale ponieważ utrzymywało się to przez długi czas, gdy użytkownicy korzystali z programu, który był w sieci, a wszystkie jego dane (z wyjątkiem rzeczy zapisanych w katalogu tymczasowym) znajdowały się w sieci, mogę jednoznacznie powiedzieć, że to możliwy.

Przełączniki to sygnalizacja świetlna w sieci - bez nich pakiety źle się ze sobą łączą. Zwykle jednak protokół sieciowy uzupełnia utracone pakiety.

Loren Pechtel
źródło
Podejrzewam, że karty interfejsu sieciowego po obu stronach miały coś z tym wspólnego. Niektóre z nich są bardziej tolerancyjne / mądrzejsze niż inne, jeśli chodzi o rozwiązywanie problemów z okablowaniem. W czasach koncentrycznego Ethernetu miałem jedną konkretną kartę, która jakoś poradziła sobie bez poprawnie zainstalowanego terminatora.
Andon M. Coleman,
@ AndonM.Coleman Zgoda. Zaangażowane karty musiały być w stanie to tolerować. Co najmniej 10 lat temu zostało to zrobione. Sądzę, że funkcja, która była wtedy dostępna na niektórych zwykłych kartach waniliowych, będzie już dostępna we wszystkich kartach.
Loren Pechtel
5

Gdyby rozdzielić kabel tak, aby dwa wejścia odbiorcze urządzenia otrzymywały dane z nadajnika trzeciego urządzenia, a nadajniki pierwszych dwóch urządzeń zasilały odbiornik trzeciego urządzenia, wówczas dane przesyłane przez trzecie urządzenie mogłyby być odbierane przez dwa pierwsze, i jest nawet możliwe, że trzecie urządzenie może usłyszeć dane przesyłane przez jedno z dwóch pierwszych, ale niezawodność w obu przypadkach byłaby niska.

Wyobraź sobie kabel jako sprężynową zabawkę marki Slinky, która wisi pionowo i unosi się na dole. Jeśli ktoś krótko popchnie szczyt sprężyny, fala spłynie sprężyną w dół do dołu, po czym zostanie odbita z powrotem w górę. Mocowanie dolnego końca do podłogi nie rozwiąże problemu. Odwróci biegunowość fali odbitej, ale odbicie będzie nadal obecne. Jedynym sposobem uniknięcia odbicia w dolnej części sprężyny byłoby posiadanie wystarczającej ilości, aby zapobiec odbiciu w fazie podobnej, ale nie tyle, aby spowodować odbicie w przeciwfazie.

Kable internetowe działają w podobny sposób - urządzenie wysyła impulsy i oczekuje, że drugie urządzenie będzie miało wystarczającą „dawkę”, aby je czysto pochłonąć. Gdziekolwiek charakterystyka zmiany kabla spowoduje odbicia i inne takie niepożądane efekty, chyba że zostaną podjęte odpowiednie środki, aby temu zapobiec. Jeśli pakiety są wystarczająco krótkie, a kod czeka wystarczająco długo przed wysłaniem pakietu, niż jakiekolwiek odbicia propagowane przez kabel zgasły wystarczająco, może być możliwe przesłanie niektórych danych przez kabel. Ponieważ komunikacja Ethernet na ogół nie obejmuje takich opóźnień, komunikacja może być zawodna. Możliwe, że urządzenie przesyła np. Pierwsze dziesięć pakietów danych, które chce wysłać, w wyniku czego pierwsze dwa są odbierane, a pozostałe zniekształcane przez pierwsze; odbiornik może, po otrzymaniu drugiego pakietu, wstrzymać się z potwierdzeniem, dopóki nie zdecyduje, że żadne dane nie będą natychmiast przekazywane (wygodnie nie podejmując tego ustalenia, dopóki hałas nie ucichnie). Po otrzymaniu potwierdzenia z drugiego pakietu, nadajnik wyśle ​​trzeci przez dwunasty pakiet (ponownie, tylko dwie z dziesięciu go wykonują), odbiornik potwierdzi czwarty itd. Dane mogą się przedostać, ale w najlepszym razie powoli .

supercat
źródło
+1 za podstępną analogię wyjaśniającą niedopasowania impedancji!
Oliver Charlesworth,
4

Jeśli twoja sieć to 100BASE-TX z kablem kategorii 5 , możesz podzielić kabel, ale robisz to za pomocą adaptera, aby użyć wszystkich czterech par w istniejącym długim kablu kategorii 5 (zwykle używane są tylko dwie z czterech par).

Potrzebne byłyby więc dwa bardzo krótkie kable połączeniowe na końcu routera, dwa rozgałęźniki LAN RJ45 / Cat 5 oraz kilka dłuższych kabli połączeniowych na końcu komputera. Na poniższym schemacie „Y” oznacza rozdzielacz, a strzałka oznacza jeden kabel kategorii 5.

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

Powyższe rozwiązanie nie będzie wymagało dodatkowego źródła zasilania, ale będzie wymagało użycia dwóch portów routera, ale będzie przynajmniej ładniejsze niż dwa osobne kable równoległe.

Zobacz także dyskusję na temat 100BASE-TX i jego okablowania w Fast Ethernet , podrozdział Copper .

Nick Booker
źródło
1

Rozdzielenie kabla Ethernet w celu połączenia dwóch klientów nie jest tak niemożliwe, jak sugerują niektóre odpowiedzi tutaj. Nie jest to niespotykane.

1 problemy

Główne problemy, które wprowadzisz poprzez okablowanie sieci, to:

  • klienci nie mogą korzystać z wykrywania kolizji CSMA / CD, a tym samym z nich korzystać
  • klienci nie mogą ze sobą rozmawiać

1.1 Klienci nie mogą ze sobą rozmawiać

Obaj klienci mogą dobrze komunikować się z routerem (gdy ignorujemy kolizje), ale nie mogą bezpośrednio ze sobą rozmawiać, ponieważ przewód nadajnika jednego klienta jest podłączony do pinu nadajnika drugiego klienta. Prawidłowe okablowanie to nadajnik-odbiornik i odwrotnie.

Nie zagłębiłem się w ten szczególny problem zbyt głęboko, ale wydaje się możliwe, że router będzie przechodził przez komunikację między dwoma klientami, więc naprawdę wystarczy rozwiązać problem kolizji.

Z drugiej strony router może odrzucić ruch adresowany do punktu końcowego, który fizycznie znajduje się na tym samym porcie routera co punkt początkowy. Router może słusznie oczekiwać, że koncentrator będzie przesyłany dalej.

1.2 Problem kolizji

To naprawdę tylko konsekwencja poprzedniego problemu. Klienci i router nasłuchują na własnym pinie odbiornika przed i podczas transmisji. Jeśli wykryją czyjąś transmisję, odkładają lub przerywają transmisję własną. To i jak rozwiązać kolizję opisuje CSMA / CD .

Router może więc korzystać z wykrywania kolizji, ale klienci nie. Spowoduje to pomrukowanie części lub wszystkich klientów.

Należy wspomnieć o jednym ważnym punkcie - CSMA / CD nasłuchuje na pinie odbiornika, a nie słucha i nie może słuchać na pinie transmisyjnym. Można argumentować, że obaj klienci mogą zapobiec kolizjom, wykrywając ruch na przewodzie transmisyjnym drugiego klienta, co wydaje się rozsądne, ponieważ w ten sposób rozdzielamy kabel. Byłby to dla nas święty graal, ponieważ pozwoliłby nam rozdzielić kabel tak, jak chcemy, bez kolizji. Jednak tak nie jest, ponieważ:

  • Twoja własna transmisja uruchomiłaby wykrywanie fałszywie dodatnich kolizji
  • musisz wykryć kolizje, nawet jeśli aktualnie transmitujesz

2 rozwiązania

Omówmy kilka opcji.

2.1 Rozwiązanie bez wysiłku

Po prostu rozdziel drut i zobacz, co się stanie. Może działać, o ile nie ma żadnych kolizji lub może ich być mało, ponieważ:

  • kolizje nie są takie złe (tzn. tak, sieć jest niestabilna, ale działa)
  • klienci nie są tak rozmowni (powodując niewielkie kolizje)
  • lub odbierają tylko (np. gwintownik Wireshark )

Zderzenie to nieprzyzwoite słowo, ale tak naprawdę nie mam pojęcia, jak źle są w sieci świata rzeczywistego.

2.2 Rozwiązywanie kolizji innymi sposobami

  • dwaj klienci nigdy nie są zasilani w tym samym czasie
  • (przyszło mi do głowy jeszcze kilka pomysłów, ale nic praktycznego lub interesującego)

Jeśli kolizje są zbyt złe i nie możesz skorzystać z wbudowanego CSMA / CD , to znaczy, że jesteś mocno zepsuty.

2.3 Korzystanie z rozgałęźnika Ethernet MYWA-04 , MYWA-08

To nie jest prawdziwe rozwiązanie, a raczej obejście. Rozdzielacze te poświęcają prędkości 1 Gb / s na rzecz dwóch niezależnych kanałów Ethernet 100 Mb / s na jednym przewodzie. Pochodzi z niektórymi zagadnieniami omówionymi gdzie indziej, ale wymienię to jako opcję.

MYWA-04thumb MYWA-08thumb

2.4 Rozwiązywanie kolizji za pomocą piasty przewodowej

Hub to rozwiązanie twojego problemu. Jego główną funkcją jest ponowne wysyłanie ruchu przychodzącego do wszystkich innych portów z wyjątkiem źródła ruchu (co spowodowałoby wykrycie fałszywie pozytywnej kolizji). To wszystko i podsumowuje również problem, z którym mamy do czynienia.

Możesz użyć kilku diod, aby sklonować transmisję jednego klienta do odbiornika drugiego klienta i odwrotnie. To stworzyłoby prosty niezasilany pasywny hub.

Byłoby fajnie zmodyfikować MYWA-07 w tym celu:

MYWA-07thumb

2.5 Trzyportowy niezasilany hub pasywny

Jest to podobne do poprzedniego pomysłu, ale dla 3 klientów. Uznanie dla Miroslava Adzica .

pehimagethumb

Elementy wewnętrzne są wyjaśnione w temacie Budowanie pasywnego koncentratora Ethernet z diodami antyrównoległymi

2.6 Koncentrator lub przełącznik PoE

Można również rozważyć użycie koncentratora PoE lub przełącznika, jeśli z jakiegoś powodu jesteś ograniczony po drugiej stronie ściany (że tak powiem).


3 uwagi

Vlastimil Ovčáčík
źródło
0

Należy pamiętać, że sieć Ethernet zajmuje się transmisją sygnałów, co jest kwestią kilku rzędów wielkości bardziej wybredną niż kwestia transmisji energii elektrycznej.

Artykuł w Wikipedii 10BASE2 przedstawia zalety i wady „starych” systemów Ethernet. Chociaż w rzeczywistości można było dodać dodatkowe hosty bez koncentratora, nigdy nie było to tak łatwe, jak „splatanie” kolejnego segmentu.

Nevin Williams
źródło
Przynajmniej dwie wprowadzające w błąd rzeczy tutaj. Nie występuje „napięcie przebicia” (drzwi o zmiennej impedancji nie powodują „skoków”), a opóźnienie nie ma nic wspólnego z surową przepływnością.
Oliver Charlesworth,
Chyba usunę większość, a potem ...
Nevin Williams,