イーサネットとは

Ethernet(いーさねっと)

イーサネット(Ethernet) はコンピュータネットワークの規格のひとつで、世界中のオフィスや家庭で一般的に使用されているLAN(ラン、ローカルエリア・ネットワーク)で最も使用されている技術規格である。
現代のLAN(Local Area Network)では、主に物理的な規格である「イーサネット」と、通信内容の取り決めを決めた「TCP/IPプロトコル」の組合せが一般的である。

  • wikipediaより引用

  • イーサネットの概要


    イーサネット規格は技術の進歩に合わせて毎年のように新たな規格が登場しており、主なものでも既に数十の異なるイーサネット規格が存在し、それぞれに規格名が付いている。世界中のLANではほぼ100%が何らかのイーサネット規格を採用しており、銅ケーブルだけでなく光ファイバーによって高速のLANが実現出来るようになり、より広い範囲のネットワークであるMANやWANでも一部の技術は「広域イーサネット」という名称でイーサネット規格を取り込み始めている。
    イーサネット規格の基本仕様は、7層あるOSI参照モデルの下位二つの層、物理層、データリンク層相当で規定されている。

    本項目の後半部で示すように、伝送速度の違いや物理的な仕様により多種の規格に分かれる。世代交代を重ねて来た新旧の規格同士の間には互換性を考慮してある場合や、通信装置の側で旧規格をサポートする場合がほとんどであり、多少の知識があれば新旧装置の混在環境でも部分的に低速なネットワークとして機能することが可能である場合が多い。以前の10Mbps(ビット毎秒)の10BASE-Tの時代を経て、2007年10月現在は10倍の100Mbpsの伝送能力がある100BASE-TXが普通であり、1Gbpsの1000BASE-Tの使用も一般化しつつある。新たな規格として10GBASE-T(UTPによる10ギガビット・イーサネット《10GbE》)規格が決定された。さらなる高速規格として40ギガビット・イーサネット(40GbE)や100ギガビット・イーサネット(100GbE)などが国際的な通信規格について話し合う組織であるIEEEにおいて調整段階にある。
    名称の「イーサ、ether」は、古典物理の時代に宇宙の隅々まで満たしているのではないかと考えられた仮想の物質、「エーテル」(Ether、Aether)から付けられた。

  • Wikipediaより引用

  • 通信技術


    バス型
    イーサネットは柔軟なネットワーク通信をサポートする規格として論理トポロジーにバス型構造を構成しており、複数の端末が1つの伝送路に接続されている。初期のイーサネットは電気的にも複数の端末が1本の電線に接続されていた。多数の端末が繋がっている場合には、任意の端末AとBとの「1対1」の排他的な通信は不可能であり、端末Aから送出されたデータは、同じイーサネットの配線に繋がっている全端末へ届けられる「1対全」の通信方式である。「1対全」の通信である為、既に端末AとBが通信している時に端末Cが新たに送信したい場合は、伝送路の空きを待つ必要がある。

  • Wikipediaより引用

  • MACフレーム


    イーサネットでは元の送信すべき通信データをまず一定の長さ以下に分割して、決められた形式による情報のかたまりを作り上げる。この情報のかたまりをMACフレーム(Media Access Control Frame)、または単にフレームと呼ばれる。イーサネットでは常にMACフレームの形で情報が伝送路を流れている。元の情報が分割されているために、ネットワーク機器は一定の長さ以下の情報を扱うだけで済むため、情報転送に関わるあらゆる処理が非常に単純な作業の繰り返しで済む。

  • Wikipediaより引用

  • CSMA/CD


    キャリア・センス
    送信時には96ビット時間(後述)のフレーム間ギャップが必要なこともあり、全ての端末は常に通信路上の信号を受信し、監視している。この機能を「キャリア・センス」(Carrier Sense)と呼ぶ。
    どの端末からもフレームが送り出されていない場合、最後のフレームの末尾から96ビット時間以上のフレーム間ギャップを空けた後、自身のフレームを通信路へ送出することが許される。
    マルチプル・アクセス
    このように複数の端末が1つの伝送路を共同で使用する機能を「マルチプル・アクセス」(Multiple Access)と呼ぶ。
    コリジョン・デテクション
    たまたまほぼ同時に複数の端末がフレームを送り出した場合は「コリジョン」、つまり衝突が発生してしまう。コリジョンによる信号の乱れを検出した場合は受信中のフレームは破棄され、ジャム信号という特殊な信号を伝送路に送信する。送出中の端末はコリジョンによる自身の信号の乱れを検出するかジャム信号を検出すれば、直ちに送出を停止し送信中だったフレームは送信前の状態に戻される。この機能を「コリジョン・デテクション」(Collision Detection)と呼ぶ。
    以上がCSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection )と呼ばれる通信方式である。

  • Wikipediaより引用

  • 歴史

    イーサネットの発想の原点はハワイ大学のノーマン・エブラムソン教授が開発した「ALOHAシステム」と言われている。ハワイ諸島の島々を4,800ビット/秒の無線によるネットワークで結ぶシステムであった。[1]
    ALOHAシステムのアイデアにもとずいて最初のイーサネットは1972年~1973年にかけて、米ゼロックスのパロアルト研究所(PARC)において、ロバート・メトカーフを中心に開発された。1973年5月22日、特許として登録したため、この日がイーサネットの誕生日とされる。発明当初の伝送速度は2.94Mbpsで、これは当時開発中のコンピュータ XeroxのAltoのベース・クロック5.88MHzに合わせた為だとされている。ゼロックス社はその後、特許を開放してオープンな規格とし、インテルとDECを開発に加えて、1979年、3社の頭文字をとってDIX仕様を制定する。伝送速度は10Mbpsだった。翌年の1980年には、この仕様をIEEE 802委員会に「Ethernet 1.0規格」として提出・公開した。このオープン規格に対して世界中の企業・技術者が技術の使用と製品の開発に加わり、さまざまな商品が生み出されていった。メトカーフ氏自身もゼロックス社を退社して米3Com社を創設しこのネットワーク製品開発競争を主導していった。1980年代当時は、米IBM社が「トークンリング」を、米アップルコンピュータ社がAppleTalkという「ローカルトーク」をそれぞれネットワーク製品として強力に推進していたが、結局、規格を公開して多くの賛同者を得たイーサネットが勝ち残った。[2]
    現在、普及しているイーサネットは、1982年に提案された「Ethernet 2.0規格」を元に、1983年にIEEE 802.3 CSMA/CDとして策定された仕様である。
    イーサネット初期の10BASE-2/5/Tの時代は、OS側でのネットワーク・サポートは限定的であり、Novel社のNetwareやWindows Serverといった専用ソフトを購入しないとファイル共有といった基本的な機能すら得られなかった。
    1980年代のPCではネットワーク・インターフェース・カード(NIC)やイーサネット・カードと呼ばれるマザーボードに差し込むISA/EISA/NESA形式のドーターカードがオプションで販売されていることが多かったが、1990年代初めにはPCI形式でのカードがPCに標準的に備わり、1990年代後半にはCPUの専用周辺回路であるブリッジ・チップに最初から回路の一部が含まれるのが普通になったため、マザーボード上にイーサネットのジャックであるRJ-45が備わっていた。この頃にはイーサネットによるLAN機能の実装が当たり前になるとともに、イーサネットという用語そのものを使うことがまれになった。2007年現在では、マザーボードによっては2つのネットワーク・ポートを持つものも珍しくない。