ইথারনেট কীভাবে কাজ করে || How Ethernet works

(ইথারনেট কীভাবে কাজ করে || How Ethernet works) মিডিয়ায় একসেস করার জন্য ইথারনেট CSMA/CD বা ক্যারিয়ার সেন্স মাল্টিপল একসেস/কলিশন ডিটেকশন। একসেস মেথড ব্যবহার করে থাকে। এই মেথডে একসাথে কেবল একটি কম্পিউটার মিডিয়ায় সিগন্যাল পাঠাতে পারে। কোনাে কম্পিউটার সিগন্যাল পাঠাতে চাইলে সে আগে দেখে নেয় মিডিয়ায় অন্য কোনাে সিগন্যাল বর্তমানে। প্রবাহিত হচ্ছে কি না। যদি দেখে প্রবাহিত হচ্ছে তাহলে সেই সিগন্যাল ট্রান্সমিশন শেষ না হওয়া পর্যন্ত অপেক্ষা। করে। তার সিগন্যাল পাঠাননা শেষ হলেই কেবল সেই কম্পিউটার সিগন্যাল পাঠাবে। এভাবে একটির পর একটি। কম্পিউটার মিডিয়ায় সিগন্যাল পাঠাতে পারে। সিগন্যাল পাঠানোর আগে মিডিয়ায় কোনে সিগন্যাল আছে কি না এটি দেখে নেয়াই হলাে ক্যারিয়ার সেন্স। ভুলক্রমে কোনাে দুটি কম্পিউটার যদি একই সাথে মিডিয়ায় সিগন্যাল পাঠায় তাহলে সেই দুই সিগন্যালে সংঘর্ষ অনিবার্য। এরকম সংঘর্ষ দেখা দিলে দুই সিগন্যালই উৎসে ফিরে যায়। তখন একটি বিশেষ এলগরিদমের উপর ভিত্তি করে সেই কম্পিউটারগুলি একটি বিশেষ সময় পর্যন্ত অপেক্ষা করে। সেই সময় অতিক্রান্ত হলে মিডিয়ায় আবার সিগন্যাল পাঠানোর চেষ্টা করে। এটিই হলাে কলিশন ডিটেকশন।

আমি বাসায় একটি পিএবিএক্স (PABX) লাইন ব্যবহার করি। আমাদের পিএবিএক্স সার্ভিস প্রভাইডার দুটি টেলিফোন লাইনে বত্রিশটি সংযােগ দিয়েছে। যখন আমি বাইরে কারাে সাথে কথা বলতে চাই তখন রিসিভার উঠিয়ে শুনতে হয় ডায়াল টোন আছে কিনা। কেউ ওই সময় লাইন ব্যবহার করলে বােঝা যায়, কখনও কখনও তাদের কথা শােনাও যায়। তখন আমাকে অপেক্ষা করতে হয়। তারপর কিছুক্ষণ পর আবার চেষ্টা করে দেখি লাইন ফ্রি হয়েছে কি না। লাইন ফ্রি হলে তখন ডায়াল করার সুযােগ পাই। সত্যি কথা বলতে কি একবার ডায়াল করার সুযােগ পেতে আমাকে অনেকক্ষণ অপেক্ষা করতে হয়, এবং অনেক সময়ে সুযােগই পাওয়া যায় না। প্রিয় পাঠক, এই ব্যক্তি কথনের উদ্দেশ্য হলাে ইথারনেট নেটওয়ার্কের কার্যপ্রণালী বােঝানাে। ইথারনেট ঠিক আমার মতােই কাজ করে। এটি দেখে নেয় লাইন ক্লিয়ার কি না। একই নেটওয়ার্কে অনেক কম্পিউটার থাকলে আমার মতোই সেই সব কম্পিউটারে অনেকক্ষণ অপেক্ষা করতে হয় একটি সিগন্যাল পাঠানাের জন্য। সেকারণে ইথারনেট নেটওয়ার্কের পারফরম্যান্স অনেকসময় খারাপ হতে পারে। ইথারনেট নেটওয়ার্কের গতির ওপর ভিত্তি করে একে তিনটি ভাগে ভাগ করা যেতে পারে: ১০ এমবিপিএস | ইথারনেট, ১০০ এমবিপিএস ইন্টারনেট বা ফাস্ট ইথারনেট এবং ১০০০ এমবিপিএস ইথারনেট বা গিগাবিট ইথারনেট। এসব ক্যাটাগরির মধ্যেও প্রকারভেদ আছে। আমরা এখন বিভিন্ন রকম ইথারনেট নেটওয়ার্কের দিকে নজর দেব।(ইথারনেট কীভাবে কাজ করে || How Ethernet works)

ইথারনেট

আজকের দিনে সবচেয়ে জনপ্রিয় নেটওয়ার্ক আর্কিটেকচার হলাে ইথারনেট। আপনি যদি কোনাে নেটওয়ার্ক দেখে থাকেন তাহলে সেটি ইথারনেট নেটওয়ার্ক হওয়ার সম্ভাবনা ৯৯%। প্রথম ১৯৬০ সালে হাওয়াই বিশ্বাবদ্যালয়ে। তাের হয় ALOHA নেটওয়ার্ক যা CSMACD একসেস মেথড ব্যবহার করে। এটিকেই বলা যেতে পারে প্রথম। ইথারনেট নেটওয়ার্ক। এরপর বিভিন্ন সময়ে এর পরিবর্ধন ঘটেছে। ১৯৭২ সালে জেরক্স পার্ক (Xerox PARC) এর রবার্ট মেটাকাফ এবং ডেভিড বস এই ক্যাবলিং ও সিগন্যালিং। স্কিম বাস্তবায়ন করেন, এবং ১৯৭৫ সালে তাদের প্রথম ইন্টারনেট প্রোডাক্ট প্রবর্তন করেন। এই ইথারনেট নেটওয়ার্ক ১০০ টিরও বেশি কম্পিউটার নিয়ে এক কিলােমিটার জুড়ে নেটওয়ার্ক গড়ে তুলতে পারত যার গতি হতে ৩ Mbps. ডিজিটাল ইকুইপমেন্ট কর্পোরেশন, ইন্টেল এবং জেরক্স যৌথ প্রচেষ্টায় এই নেটওয়ার্ক কে উন্নত করে এর গতি ১০ এমবিপিএস করে। এটির উপর ভিত্তি করেই গড়ে ওঠে IEEE 802.3 স্ট্যান্ডার্ড। ১৯৯০ সালে IEEE 802.3 স্ট্যান্ডার্ডে টুইস্টেড পেয়ার ক্যাবল ব্যবহার করে ইথারনেট গড়ার নিয়ম সম্পর্কে বলা হয়। ইথারনেট খুবই সাধারণ একটি নেটওয়ার্ক। এটি বাস কিংবা স্টার টপােলজি এবং একসেস মেথড হিসেবে ক্যারিয়ার সেন্স মাল্টিপল একসেস উইথ কলিশন ডিটেকশনবা CSMA/CD ব্যবহার করে।(ইথারনেট কীভাবে কাজ করে || How Ethernet works)

১০ এমবিপিএস ইন্টারনেট

বিভিন্ন ধরনের ইথারনেট একই একসেস মেথড, CSMA/CD ব্যবহার করলেও এদের মিডিয়া বিভিন্ন হওয়ার কারণে গতিও ভিন্ন হয়। ১০ এমবিপিএস গতিতে কাজ করে এমন ইথারনেটে ভিন্ন মিডিয়া অনুসারে কয়েকভাগে বিভক্ত করা যায়। এগুলো সম্পর্কে নিম্নে আলোচনা করা হলো।

১০ বেজ (থিকনেট) ইথারনেট

ইথারনেট নেটওয়ার্কের প্রথমদিকে ব্যবহৃত হতাে 10Base5 বা থিকনেট। এখানে ১০ হলাে এই নেটওয়ার্কে গতি (এমবিপিএস) আর ৫ দিয়ে বােঝানাে হয় এ নেটওয়ার্কে ব্যবহৃত একটি ক্যাবল সেগমেন্টের সর্বোচ্চ দূরত্ব ৫০০ মিটার (১৬৫০ ফুট)। থিক কোএক্সিয়াল ক্যাবল এধরনের নেটওয়ার্কে ব্যবহৃত হয়। থিক কোএক্সিয়াল ক্যাবলের প্রতি ২.৫ মিটার দূরত্বে একটি করে চিহ্ন থাকে যাতে সেখানে কোনাে ডিভাইস যােগ করা যেতে পারে। এর চেয়ে কম দূরত্বে কোনাে ডিভাইস যােগ করা হলে সেটি ভালভাবে সিগন্যাল ট্রান্সমিট নাও করতে পারে।

10Base5 নেটওয়ার্কে একটি ক্যাবল সেগমেন্টের দৈর্ঘ্য হতে পারে ৫০০ মিটার এবং এরকম ৫টি ক্যাবল। সেগমেন্ট ব্যবহার করা যেতে পারে। পাঁচটি সেগমেন্ট ব্যবহার করা হলে এর মধ্যে কেবল তিনটি সেগমেন্টে হােস্ট থাকতে পারে। এই পাঁচটি সেগমেন্টকে যুক্ত করার জন্য সর্বোচ্চ চারটি রিপিটার ব্যবহার করা যেতে পারে এবং রিপিটার সহ এর সর্বোচ্চ দৈর্ঘ্য হতে পারে ২.৫ কিলোমিটার। ঠিক কোএক্সিয়াল ক্যাবলের সাথে কোন ডিভাইস যুক্ত করার জন্য ভ্যাম্পায়ার ট্যাপ (vampire tap) ব্যবহার করা হয়। এর জন্য ঠিক কোএক্সিয়াল একটি গর্ত খুঁড়তে হয় এবং তার সাথে ভ্যাম্পায়ার ট্যাপ যুক্ত করা হয়। এ নেটওয়ার্কে এরকম ১০০ টি ট্যাপ থাকতে পারে। এই ট্যাপ যুক্ত করা বেশ কঠিন এবং ক্যাবলে ছিদ্র করার সময়। খুব সাবধানে করা উচিত। কেন না অসাবধানে ছিদ্র করার সময় কোএক্সিয়াল ক্যাবলের বাইরের অক্ষের মেশ এর কোর কনডাক্টরের সাথে মিশে গেলে পুরাে নেটওয়ার্ক অকেজো হয়ে যাবে। নেটওয়ার্ক অ্যাডাপ্টার এর সাথে যোগ করার জন্য BNC কানেক্টর ব্যবহার করা হয়। এধরনের নেটওয়ার্কে। কোএক্সিয়াল ক্যাবল উভয় প্রান্তে অবশ্যই উপযুক্ত টার্মিনেটর ব্যবহার করতে হবে। থিকনেট ক্যাবলের উচ্চমূল্য ও ইনস্টলেশনে অসুবিধার কারণে বর্তমানে এটি তেমন ব্যবহৃত হয় না। সত্যি বলতে গেলে কি এটি একটি প্রাগৈতিহাসিক নেটওয়ার্কে পরিণত হয়েছে।

10Base2 (Thinnet) ইথারনেট

থিন কোএক্সিয়াল ক্যাবল ব্যবহার করে এ নেটওয়ার্ক গড়ে ওঠে। এখানে গতি পাওয়া যায় ১০ এমবিপিএস এবং একটি ক্যাবল সেগমেন্টের সর্বোচ্চ দূরত্ব হতে পারে ১৮৫ মিটার (২ ব্যবহার করা হলেও ২০০ মিটার আসলে ব্যবহার করা যায় না)। এর ক্যাবলের দাম বেশ কম এবং কানেক্টর ও অন্যান্য ডিভাইসও সুলভ। তাই অনেকে একে চিপারনেট (cheapernet) বলে থাকে। থিকনেট এর মতো এখানে চারটি রিপিটার ব্যবহার করে সর্বোচ্চ পাঁচটি ক্যাবল সেগমেন্ট ব্যবহার করা যেতে পারে যার মধ্যে তিনটি সেগমেন্টে হােস্ট থাকতে পারবে। প্রতিটি সেগমেন্টে ডিভাইসের সংখ্যা হতে পারে ৩০ টি ৷

নেটওয়ার্ক এডাপ্টারের সাথে ক্যাবলের সংযােগ দেয়ার জন্য এখানে BNC কানেক্টর ব্যবহার করা হয় এবং রীতিমতো কোএক্সিয়াল ক্যাবলের দু’প্রান্তে উপযুক্ত টার্মিনেটর ব্যবহার করতে হয়। টার্মিনেটর একটি প্রান্ত গ্রাউন্ডে যোগ করতে হবে। 10Base2 নেটওয়ার্কের অয়্যারিং 10Base5 থেকে অনেক ভিন্ন। এখানে ক্যাবলের সাথে ট্রান্সসিভার (transceiver) যােগ করার দরকার পড়ে না। আবার T কানেক্টরকে অবশ্যই নেটওয়ার্ক এডাপ্টারের সাথে যােগ করতে হবে। থিকনেটের মতাে মূল ক্যাবল থেকে প্যাচ (patch) ক্যাবল নিয়ে তার মাথায় দিলে চলবে না। থিননেটে বাস টাপােলজি ব্যবহৃত হয় বলে এখানে বাস নেটওয়ার্কের অসুবিধাসমূহ বিদ্যমান। এই বাসের মধ্যে কোনােখানে ক্যাবল ব্রেক হলে পুরাে থিননেট অকেজো হয়ে যেতে পারে। বাস টপােলজিতে হাবের খরচ বাচে, তাই অল্প কয়েকটি কম্পিউটার নিয়ে নেটওয়ার্ক গড়ার জন্য থিননেট ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়ে আসছে।

10BaseT (টুইস্টেড পেয়ার) ইথারনেট

10BaseT (টুইস্টেড পেয়ার) ইথারনেট আনশিল্ডেড ট্যুইস্টেড পেয়ার ক্যাবল ব্যবহার করে এ নেটওয়ার্ক গড়ে ওঠে। আনশিল্ডেড ট্যুইস্টেড পেয়ার বা UTP ব্যবহার করে দুটির বেশি নােড যােগ করা যায় না বলে এ নেটওয়ার্কে হাবের মাধ্যমে স্টার টপােলজি ব্যবহার করা হয়। UTP’র খরচ কম এবং 10Base2 বা 10Base5 নেটওয়ার্কের চেয়ে অনেক সুবিধাজনক। মনে রাখা দরকার 10BaseT নেটওয়ার্ক মানে এখানে কেবল UTP ক্যাবলই ব্যবহার করা যাবে, STP ব্যবহার করা যাবে না। 10BaseT নেটওয়ার্ক ফিজিক্যাল টপোলজি স্টার হলেও এর লজিক্যাল টপােলজি হলাে বাস।

স্টার ফিজিক্যাল টপোলজি ব্যবহার করে বলে 10BaseT নেটওয়ার্ক ট্রাবলশ্যুটিং বেশ সুবিধাজনক। কোনাে অংশ অকেজো হয়ে গেলে সেটাকে সহজেই বিচ্ছিন্ন করা যায়, আবার নতুন ডিভাইস যােগ করাও সহজ হয়। হাবে কিংবা নেটওয়ার্ক এডাপ্টার সংযোগের জন্য RJ45 কানেক্টর ব্যবহৃত হয়।

10Base FL ইথারনেট

10Base FL নেটওয়ার্ক স্টার টপোলজি এবং ফাইবার অপটিক ব্যবহার করা হয়। প্রতিটি ফাইবার অপটিক ক্যাবল যুক্ত থাকে হাব বা কনসেনট্রেটরে। এটি বেজব্যান্ড সিগন্যাল ট্রান্সমিশন ব্যবহার করে এবং ডাটাকে আলােক সংকেতের মাধ্যমে প্রেরণ করে। এখানে হাবটি একটিভ অথবা প্যাসিভ হতে পারে। প্যাসিভ হাব হলে এটি যে সিগন্যাল গ্রহণ করবে তা সবকটি ডিভাইসের নিকট পাঠাবে, আর একটিভ হাব হলে সেটি নির্দিষ্ট ডিভাইসের নিকট সিগন্যাল পাঠাতে পারবে। 10Base FL নেটওয়ার্কে একটি মেদযুক্ত সেগমেন্ট এর সংখ্যা হতে পারে ১০২৪ টি। আর একেকটি সেগমেন্টের দৈর্ঘ্য হতে পারে ২০০০ মিটার। তবে প্রতিটি সেগমেন্টে কেবল ২টি নােড় থাকতে পারবে, আর পুরাে নেটওয়ার্কের জন্য সর্বোচ্চ নােডের সংখ্যা হতে পারে ১০২৪টি। এতক্ষণ আমরা ১০এমবিপিএস গতির বিভিন্ন ইথারনেট নেটওয়ার্ক সম্পর্কে জানলাম। এসবের মধ্যে মিল -অমিল খোঁজার জন্য আমরা সারণি ২-এর দিকে নজর দেব।

১০০ এমবিপিএস ইথারনেট

১০০ এমবিপিএস গতির দুটি ইথারনেট নেটওয়ার্ক রয়েছে। এগুলি হলাে:

• 100BaseT বা ফাস্ট ইথারনেট
• ১০০ভিজিএনিল্যান (100vG-AnyLAN)

100BaseT বা ফাস্ট ইথারনেট

10BaseT নেটওয়ার্কের মতােই এটি একই ধরনের টপােলজি ও অয়্যারিং ব্যবহার করে। তবে এখানে ক্যাটাগরি ৫ UTP ক্যাবল ব্যবহৃত হয়। শুধু ক্যাটাগরি ৫ UTP ক্যাবল ব্যবহার করলেই হবে না, সেইসাথে অন্যান্য ডিভাইস, যেমন নেটওয়ার্ক এডাপ্টার, হাব ইত্যাদিও এই গতির উপযােগী হতে হবে।

100BaseT নেটওয়ার্ক তিন ধরনের ফিজিক্যাল লেয়ার মিডিয়া ব্যবহার করতে পারে। এগুলি হলাে:

• ১০০ বেস্ট এক্স (100BaseTX)
• ১০০ বেজ এফএক্স (100Base FX)
• ১০০ বাজেটে 8 (100BaseT)

10BaseT এবং 100BaseT একই নেটওয়ার্ক একসেস মেথড ব্যবহার করে। এটি একই IEEE 802.3 স্ট্যান্ডার্ড মেনে MAC লেয়ার এড্রেস, collision সনাক্তকরণ এবং ফ্রেম ফরমেট সাপোর্ট করে। গতি ছাড়াও 10BaseT ও 100BaseT নেটওয়ার্কের পার্থক্য হলাে এদের ডায়ামিটার। 10BaseT নেটওয়ার্কের সর্বোচ্চ ডায়ামিটার হতে পারে ২০৫ মিটার, যা 100BaseT নেটওয়ার্কে ডায়ামিটার প্রায় দশভাগের একভাগ। কলিশন ডিটেকশন প্রক্রিয়া যাতে সঠিকভাবে কাজ করতে পারে সেজন্য এই ব্যবস্থার।

১০০ ভিজিএ নিল্যান

এটিকে বলা যেতে পারে ইথারনেট এবং টোকেন রিঙের সংকরায়ন। এখানে স্পিড ১০০ এমবিপিএস এবং ডাটা ও ভয়েস গ্রেড ক্যুনিকেশন সুবিধা পাওয়া যায়। এটি বেশ কটি নামে পরিচিত, যেমন: 100VG-AnyLAN, 100BaseVG, VG কিংবা AnyLAN। হিউলেট প্যাকার্ড এই নেটওয়ার্ক উদ্ভাবন করেছিল মাল্টিমিডিয়াভিত্তিক এপ্লিকেশন চালানাের জন্য। এটি CSMA/CD ব্যবহার না করে ডিম্যান্ড প্রায়ােরিটি একসেস মেথড ব্যবহার করে। ফলে টাইম- সেন্সিটিভ এপ্লিকেশনসমূহ এতে ভালাে চলে। এটি চার ধরনের ক্যাবল সাপাের্ট করে:

• চার পেয়ারের ক্যাটাগরি ৩ UTP,
• দুই পেয়ারের ক্যাটাগরি ৪ ৫/UTP,
• STP এবং ফাইবার অপটিক।

IEEE 802.12 স্ট্যান্ডার্ড ১০০ভিজিএনিল্যানের লিঙ্কের দূরত্ব, হাব কনফিগারেশন এবং সর্বোচ্চ নেটওয়ার্ক দূরত্ব নির্ধারণ করে দিয়েছে। ক্যাটাগরি ৩ UTP ব্যবহার করলে হাব থেকে নােডের দূরত্ব হবে ১৩০ মিটার, আর ক্যাটাগরি ৫ UTP ক্যাবল ব্যবহার করলে এটি হবে ১৫০ মিটার। 100VG-AnyLAN এ হাবগুলি স্তর অনুসারে যুক্ত থাকে। প্রতিটি হাবে থাকে একটি করে আপলিঙ্ক পাের্ট। অন পার্টগুলো ডাউনলিংক পোর্ট হিসেবে কাজ করতে পারে। তবে এখানে এক হাব থেকে আরেক হাবের দূরত্ব নির্ভ করে ক্যাবল টাইপের উপর।

১০০ ভিজিএ নিল্যানের সুবিধা হলো:

• এটি দ্রুতগতির।
• এটি ইথারনেট এবং টোকেন -রিং উভয় ধরনের ডাটা প্যাকেট সাপাের্ট করে।
• এখানে CSMA/CD একসেস মেথড ব্যবহার না করে ডিম্যান্ড প্রায়ােরিটি একসেস মেথড ব্যবহৃত হয়, যার ফলে বিভিন্ন ওয়ার্কস্টেশনের প্রয়ােজনানুসারে তারা নেটওয়ার্কে একসেস পেয়ে থাকে।
• গোপনীয়তা রক্ষার জন্য হাব সমূহ প্যাকেট ফিল্টারিং এর কাজ করতে পারে।

১০০০ এমবিপিএস বা গিগাবিট ইথারনেট

IEEE 802.3 ইথারনেট স্ট্যান্ডার্ড একটি এক্সটেনশন হলো গিগাবিট ইথারনেট। এটি ফাস্ট ইথারনেটের শগুন এবং সাধারণ ইথারনেটের চেয়ে ১০০ গুণ বেশি গতিসম্পন্ন। এর অতি উচ্চগতির কারণে লােকাল এরিয়া ব্যাকবোন ও সার্ভারকে যুক্ত করার কাজে এটি ব্যবহৃত হয়ে থাকে। এর গতি বাড়ার সাথে সাথে নেটওয়ার্ক এডমিনিস্ট্রেটর এর উপর অতিরিক্ত চাপ পড়ে তা ম্যানেজ করার জন্য।

১০০ এমবিপিএস ফাস্ট ইন্টারনেটের গতি বাড়িয়ে ১ গিগাবাইট করার জন্য এর ফিজিক্যাল লেয়ারে বেশ কিছু পরিবর্তন আনতে হয়েছে। গিগাবিট ইথারনেটের স্পেসিফিকেশনে এটি নির্ধারণ করা হয় যে গিগাবিট ইথারনেটে ডাটা লিঙ্ক লেয়ার থেকে উপরের দিক প্রতিটি লেয়ার ইন্টারনেটের মতাে অপরিবর্তনীয় থাকবে। তারপরও ফিজিক্যাল লেয়ারে গতিকে ১০০ এমবিপিএস থেকে বাড়িয়ে ১০০০ এমবিপিএস- এ উন্নীত করার জন্য দুটি ভিন্ন টেকনােলজি- ৮০২.৩ ইথারনেট এবং ANSI X3T11 ফাইবার চ্যানেলকে একীভূত করা হয়েছে। উচ্চগতির কারণে এক বিল্ডিং থেকে আরেক বিল্ডিঙের অয়্যারিং ক্লোজেটকে যুক্ত করার কাজে এটি ব্যবহার করা যায়।