Введение
В данной странице рассматриваются основные принципы работы Ethernet и Wi-Fi на физическом и канальном уровнях модели OSI. Эти два стандарта широко используются для передачи данных в локальных сетях, но имеют различия в технологиях и методах передачи.
1. Физический уровень
Ethernet
- Использует проводные среды передачи, чаще всего витую пару (Cat5e, Cat6) или оптоволокно.
- Передача данных осуществляется с помощью электрических сигналов (витая пара) или световых импульсов (оптоволокно).
- Скорости передачи варьируются от 10 Мбит/с до 100 Гбит/с и выше.
Схема физического уровня Ethernet:
[Компьютер]---[Сетевой кабель (витая пара)]---[Коммутатор]Wi-Fi
- Использует радиоволны для беспроводной передачи данных.
- Работает в диапазонах 2.4 ГГц и 5 ГГц (а также 6 ГГц для Wi-Fi 6E).
- Скорость передачи зависит от стандарта (802.11a/b/g/n/ac/ax) и может достигать нескольких гигабит в секунду.
Схема физического уровня Wi-Fi:
[Устройство]---(Радиоволны)---[Точка доступа Wi-Fi]2. Канальный уровень
Канальный уровень отвечает за надежную передачу данных между соседними узлами сети, управление доступом к среде передачи и обнаружение ошибок.
Ethernet
- Использует метод доступа CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection).
- Формат кадра Ethernet включает поля: преамбула, адрес назначения, адрес источника, тип, данные и CRC.
- Максимальный размер кадра — 1518 байт (без учета VLAN тегов).
Структура кадра Ethernet:
| Поле | Размер (байт) | Описание |
|---|---|---|
| Преамбула | 7 | Синхронизация |
| Стартовый фрейм | 1 | Начало кадра |
| MAC адрес назначения | 6 | Адрес получателя |
| MAC адрес источника | 6 | Адрес отправителя |
| Тип | 2 | Тип протокола верхнего уровня |
| Данные | 46-1500 | Полезная нагрузка |
| CRC | 4 | Контрольная сумма |
Wi-Fi
- Использует метод доступа CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance).
- Включает механизмы подтверждения приема и повторной передачи.
- Формат кадра Wi-Fi более сложный, включает MAC-заголовок, тело и контрольную сумму.
Структура кадра Wi-Fi (упрощенно):
| Поле | Описание |
|---|---|
| MAC-заголовок | Адреса отправителя и получателя |
| Тело кадра | Данные |
| FCS | Контрольная сумма |
3. Основные отличия Ethernet и Wi-Fi на физическом и канальном уровнях
| Характеристика | Ethernet | Wi-Fi |
|---|---|---|
| Среда передачи | Проводная (витая пара, оптоволокно) | Беспроводная (радиоволны) |
| Метод доступа | CSMA/CD | CSMA/CA |
| Скорость передачи | До 100 Гбит/с и выше | До нескольких Гбит/с |
| Надежность | Высокая, меньше помех | Зависит от условий среды |
| Формат кадра | Стандартный Ethernet кадр | Более сложный Wi-Fi кадр |
4. Заключение
Ethernet и Wi-Fi обеспечивают эффективную передачу данных на физическом и канальном уровнях, но используют разные технологии и методы доступа к среде. Понимание этих различий важно для проектирования и эксплуатации современных сетей.