イーサネットケーブルを分割するだけでは機能しないのはなぜですか?


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イーサネットは論理的には1行の通信バスであると考えました(議論のため、ハブは除外しています)。バスに接続されているすべてのマシンは同じ信号を受信し、マシン自体はランダムにバックオフすることで衝突を回避しようとします。

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

もしそうなら、なぜホームルーターから1つのイーサネット回線を2つに分割し、2台のコンピューターを接続しても機能しないのですか?スイッチを追加する必要があるのはなぜですか?

インターネットが言ったことは機能しません。

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

インターネットが私がすべきだと言ったこと

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

これは信号の劣化(電流の減少)によるものですか?


答えてくれてありがとう!ホームルーターの2つのポートを使用しなかった理由は...

4ポートギガビットルーターは自分の部屋にあり、コンピューターを別の部屋(私の部屋にも)に置いていました。有線ネットワークははるかに信頼性が高く安全であるため、長いイーサネットケーブルを購入し、コンピューターをルーターに接続していました。今、私はその部屋に別のコンピューターを追加することを考えていました。別の長いイーサネットケーブルを購入することもできますが、部屋の間には2本のケーブルがあります。この1行はすでにささいな面倒なので、その部屋の2台のコンピューター間で1行を共有できると思いました。スイッチは機能しますが、電力を必要とし、少し高価です。そのため、物理的なイーサネットケーブルを単純に分割するだけでは機能しないのではないかと考えました。

どうやら、イーサネットとスイッチの仕組みを完全に理解していないようです。大学の授業で聞いた知識が少しあります。


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イーサネットが1行の通信であることを理解し、スイッチの仕組みを理解している場合、私はあなたの質問を理解していません。イーサネットケーブルを分割した場合、2つのデバイスがまったく同じ回線上にあるため、1行の通信は行われなくなります。スイッチが正しいことを理解していますか?
ラムハウンド14

4ポートルーターと2本のケーブルでできます。ルーターと呼ぶものは実際にはrouter + 4ports_switch +(場合によっては)モデムであるため、スイッチは必要ありません。別の言い方をすれば、ルーターに複数の出口ポートがある場合、いくつかのスイッチ機能もあります。
Bruno9779

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実際、時々、うまくいきます。信頼性が非常に高くなく、トランスミッターはパラメーターの範囲外で動作します。さらに、送信されたデータは(共有)ケーブルに反映されないため、「ツイン」と通信することはできず、相手側のみと通信できます。
ダニエルRヒックス14

別のハブが必要ない場合、2本のケーブルを敷設しない理由はわかりません。[4ポートホームルーター] ==================== ======= [2本のイーサネットケーブル] ====== [2台のコンピューター]
ロボカレン14年

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イーサネットは何度か再発明されました。最初のバージョンのみが、すべてのコンピューターが接続されている単一のバスに基づいていました。
user253751 14年

回答:


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10BASE-Tおよび100BASE-TXでは、1対のワイヤが送信に使用され、もう1対が受信に使用されます。つまり、1つのペアはイーサネットホストが送信し、ハブまたはスイッチが受信するペアであり、もう1つのペアはハブ/スイッチが送信し、イーサネットホストが受信するペアです。

単純なパッシブスプリッターでケーブルを分割すると、これら2つのイーサネットホストをトランスミッターからトランスミッターおよびレシーバーからレシーバーに接続します。これは、電話の受話器を上下逆さまに持ち、スピーカーに向かって話し、マイクを聴こうとするようなものです。機能しません。したがって、両方が半二重モード(スイッチではなくハブに接続されているなど)であっても、どちらの受信者も他方に接続されていないため、どちらのイーサネットホストも他方が送信していることを感知できませんトランスミッター。そのため、検出できない衝突が発生します。ハブは同じポート上の2つの別個のホストと自動ネゴシエートすることを期待していないため、両方がハブの同じポートに接続されることは言うまでもなく、おそらくハブの自動ネゴシエーション機能を混乱させます。

多くの点で、両方をスイッチに接続した場合、事態はさらに悪化します。両方とも全二重を行うことができると考える可能性があるためです。これは、衝突のないはずの衝突をさらに検出できないことを意味しますリンク(適切に配線された全二重リンクは衝突する可能性はありません)。

1000BASE-T(Cat5以上のギガビットイーサネットまたはより優れたUTP銅ケーブル)を使用すると、4ペアのワイヤすべてが送信と受信(同時、全二重)の両方に使用され、トランシーバが十分に洗練されているため、状況はさらに悪化しますそれを可能にします。しかし、突然、回線上でサードパーティがすべて同時に送信と受信を行うと、同時双方向シグナリングスキームの機能が完全に失われます。3つのデバイスがすべて同時に送信するため、独自の送信を差し引いても、受信する信号で他の2つのデバイスの送信を区別することはできません。

10BASE-2別名「thinnet」別名別名「cheapernet」などの初期のイーサネットは、LAN上のすべてのホストが文字通り同じワイヤ(同じ同軸ケーブル)を共有するバストポロジを特徴としていました。TxとRxの両方に同じワイヤが使用され、バス上に任意の数のホストが存在する可能性があるため、半二重にする必要がありました。しかし、10BASE-2トランシーバーは、そのようになることを期待していました。また、すべての送信機と受信機が同じワイヤに接続されているため、誰もがお互いを聞くことができます(分割10/100 / 1000BASE-Tの例とは異なります)。


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包括的な説明をありがとうございます。私が大学で学んだイーサネットの概念は、あなたが言った「チーパーネット」だったようです。
くそ野菜14年

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実際にはイーサネットではありませんが、802.11は衝突や「バス」(無線チャネル)上の任意の数のホストと競合する必要があることにも言及する価値があるかもしれません。同じチャネルを使用する複数の個別のネットワークでさえ、すべて互いに範囲内にあります。
CVn 14年

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イーサネットスプリッターが市場に出回っている理由の説明をいただければ幸いです。彼らは不正ですか?1つの説明として、スプリッターでは2つのデバイスを同時に接続できますが、両方を同時に接続することはできません。イーサネットスプリッターとスイッチの違いについて受け入れられている答えは、スプリッターについて積極的に語っていますが、ポイントについては言及していませんが、ポイントについては言及していません。2本のケーブルを使用せずに、2台のコンピューターを2階のAT&T U-Verseルーターの2つのポートに接続したい。
マイケル

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@Michaelリンクされた回答から、イーサネットスプリッターのように聞こえると、8線ケーブルを介して2つの4線接続を実行できるようになります。とにかく、以前のギガビットイーサネットは4本のワイヤしか使用しないため、これは機能します。
user253751

holding the phone handset upside down引数(つまりtransmitter-to-transmitter and receiver-to-receiver)が2つのクライアント間の接続にのみ適用されるため、この答えには欠陥がある(おそらく間違っている)ようです。2つのクライアントのそれぞれがルーターに適切に配線されていることを無視します(例:)transmitter-to-receiver+receiver and receiver-to-transmitter+transmitter
VlastimilOvčáčík

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元のイーサネット仕様では、各ワークステーションにタップ(分割)された同軸ケーブルが必要でした(したがって、イーサネットの「エーテル」)。しかし、私たちはここで古代史について話している。技術的には、RJ-45ケーブルを使用することは可能ですが、イーサネットプロトコルは衝突検出メカニズムを引き続きサポートしますが、なぜ神の名においてそのように設定したいのでしょうか?特に、ルーターには最初に動作する4つのポートがあるためです。


これが彼の質問に本当に答えるとは思わない。
Spiff 14

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@Spiff、私が読んだように、これはまさにopが欠落しているように見えるものです(たとえば、同軸ケーブルを分割してその単線アナログケーブルを引き起こすことができますが、同じことがcat-Xケーブル接続には当てはまりません)。
フランクトーマス14

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これは実際の答えよりも良いと思います。OPにホストが4つしかない場合、ホストごとに1つのポートを使用しないのはなぜですか?例の2つが仮説に過ぎず、それ以上の場合、衝突率はPITAでなければなりません。それはただ効率的ではないでしょう、多分最高のものはスイッチを買うことでしょう。
arielnmz 14

@FrankThomas OPは、Cat5 / RJ-45ケーブルの分割が機能しない理由の説明を求めました。理由を説明する代わりに、Wesは技術的に可能であると(誤って)主張しました。
SPIFF

1
私はそれが可能であると誤って主張していませんでした。それは完全にIS可能。アナログRJ-11電話コードと同じ方法で、RJ-45ケーブルのペアをタップできます。このリンクRJ-45スプリッターを参照してください。私の言語は少し厳しいかもしれませんが、すでに4ポートのスイッチを使用している場合、そうする理由は考えられません。
ウェスサイード14

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私はSpiffに反対しなければならないことに驚いています-ある意味ではうまくいきます。工場で過剰なパケットエラーの原因を探していました。とりわけ、ある電気技師がYを100BASE-Tネットワークケーブルに単純につないだところを見つけました。

関係する2台のコンピューターにネットワークエラーが発生することもありましたが、ユーザーがネットワーク上にあるプログラムを使用し、そのすべてのデータ(一時ディレクトリに書き込まれるものを除く)がネットワーク上にある間、これは長期間持続したため、最終的には可能。

スイッチはネットワークの信号機であり、パケットがないとパケットがひどくぶつかります。ただし、通常、ネットワークプロトコルは失われたパケットを補います。


どちらかの側のネットワークインターフェイスカードがそれと関係があるのではないかと思います。それらの一部は、配線障害の処理に関して、他よりも寛容/スマートです。同軸イーサネットの時代に、適切にインストールされたターミネーターなしでなんとか機能する特定のカードがありました。
アンドンM.コールマン14年

@ AndonM.Coleman同意しました。関係するカードはそれを許容できなければなりません。これが少なくとも10年前に行われたとき、当時のいくつかの普通のバニラカードにあった機能は、今ではすべてのカードにあると思います。
ローレンペクテル14年

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2つのデバイスの受信入力が3番目のデバイスの送信機からデータを取得し、最初の2つのデバイスの送信機が3番目のデバイスの受信機にデータを送信するようにケーブルを分割した場合、3番目のデバイスによって送信されたデータは最初の2つのデバイスによって受信される可能性があり、また、3番目のデバイスが最初の2つのいずれかによって送信されたデータを聞く可能性もありますが、どちらの場合も信頼性は低くなります。

ケーブルが垂直にぶら下がっていて、底に浮いているSlinkyブランドのスプリングトーイとして想像してください。ばねの上部を軽く揺らすと、波がばねを下に移動し、反射して元に戻ります。下端を床に固定しても問題は解決しません。反射波の極性が反転しますが、反射はまだあります。バネの底で反射を回避する唯一の方法は、同位相反射を防ぐのに十分なギブを与えることですが、逆位相反射を引き起こすほどギブを与えないことです。

インターネットケーブルの動作はほぼ同じです。デバイスはパルスを送信し、他のデバイスがそれらをきれいに吸収するのに十分な「与える」ことを期待しています。ケーブルの特性が変化すると、反射を防止するための適切な対策が講じられていない限り、反射やその他の望ましくない影響が生じます。パケットが十分に短く、コードがパケットを送信する前にケーブルを伝播する反射が十分に停止するよりも長く待機する場合、ケーブルを介して一部のデータが送信される可能性があります。ただし、イーサネット通信には一般にこのような遅延は含まれないため、通信は信頼性の低いものになりがちです。たとえば、デバイスが送信したいデータの最初の10パケットを送信すると、最初の2パケットが受信され、残りが最初の文字化けする可能性があります。受信者は、2番目のパケットを受信すると、すぐにデータが送信されなくなったと判断するまで、確認応答を保留することがあります(ノイズがなくなるまで、その決定を行わないのが便利です)。2番目のパケットから確認応答を取得すると、トランスミッターは3番目から12番目のパケットを送信し(再び、10個のうち2個だけを受信します)、レシーバーは4番目のパケットを確認します。 。


インピーダンスの不一致を説明するために、スリンキーな類推のために+1!
オリバーチャールズワース14年

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ネットワークがCat 5ケーブルを備えた100BASE-TXの場合、ケーブルを分割できますが、アダプターを使用して既存の長いCat 5ケーブルで4ペアすべてを使用することで分割できます(通常、4ペアのうち2ペアのみが使用されます)。

したがって、ルーターの端に2本の非常に短いパッチケーブル、2本のRJ45 / Cat 5 LANスプリッター、およびコンピューターの端にいくつかの長いパッチケーブルが必要になります。次の図では、「Y」はスプリッターを示し、矢印は1本のCat 5ケーブルを示します。

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

上記のソリューションでは追加の電源は必要ありませんが、ルーターで2つのポートを使用する必要がありますが、少なくとも2本の別々のケーブルが並行して走るよりもきれいです。

100BASE-TXおよびFast Ethernetの配線に関する議論、サブセクションCopperも参照してください。


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イーサネットケーブルを分割して2つのクライアントを接続することは、ここでの回答が示唆するほど不可能ではありません。聞いたこともない。

1問題

このようにネットワークを配線することで生じる主な問題は次のとおりです。

  • クライアントはCSMA / CD衝突検出を利用できないため、それらを作成できません。
  • クライアントは互いに話すことができません

1.1クライアントはお互いに問題を話すことができません

両方のクライアントはルーターと正常に通信できます(衝突を無視した場合)が、一方のクライアントのトランスミッタワイヤが他方のクライアントのトランスミッタピンに接続されているため、直接相互に通信できません。正しい配線は、送信機から受信機へ、またはその逆です。

この特定の問題を深く掘り下げたわけではありませんが、ルーターが2つのクライアント間の通信を通過する可能性があるため、衝突の問題を解決する必要があります。

一方、ルーターは、発信元と同じルーターポートに物理的に存在するエンドポイント宛てのトラフィックを破棄する場合があります。ルーターはハブのダウンストリームを当然期待します。

1.2衝突の問題

これは、前の問題の結果です。クライアントとルーターは、送信前と送信中に独自の受信ピンでリッスンします。他の人の送信を検出すると、送信を延期または中断します。これと衝突の解決方法では、CSMA / CDについて説明します。

そのため、ルーターは衝突検出を使用できますが、クライアントは使用できません。これにより、クライアントトラフィックの一部またはすべてがつぶやかれます。

言及すべき重要な点が1つあります。CSMA/ CDは受信ピンでリッスンしますが、送信ピンではリッスンせず、リッスンできません。両方のクライアントが、他のクライアントの伝送線上のトラフィックを検出することで衝突を防ぐことができると主張することができます。衝突することなくケーブルを好きなように分割できるため、これは私たちにとって聖杯です。ただし、そうではありません。

  • 独自の送信により、誤検出の衝突検出がトリガーされます
  • 現在送信している場合でも衝突を検出する必要があります

2ソリューション

いくつかのオプションについて説明しましょう。

2.1手間のかからないソリューション

ワイヤーを分割して、何が起こるかを見てください。次の理由で衝突がまったくないか、ほとんどない場合に機能します。

  • 衝突はそれほど悪くはありません(つまり、はい、ネットワークは不安定ですが動作します)
  • クライアントはあまりおしゃべりではありません(衝突はほとんどありません)
  • または、受信のみ(例えばWiresharkワイヤータップ)

衝突は汚い言葉ですが、実際には、それらが実際のネットワーク上でどれほど悪いのか分かりません。

2.2他の手段による衝突の解決

  • 2つのクライアントに同時に電源が供給されることはありません
  • (私の頭に浮かんだアイデアはもう少しありましたが、実用的でも面白いものでもありませんでした)

衝突がひどく、組み込みのCSMA / CDを利用できない場合は、ほとんどねじ込まれています。

2.3イーサネットスプリッターMYWA-04MYWA-08の使用

これは実際の解決策ではなく、回避策です。これらのスプリッターは、1ワイヤーで2つの100 Mbpsの独立したイーサネットチャネルを優先して、1 Gbpsの速度を犠牲にします。他の場所で説明されている問題がいくつかありますが、オプションとしてリストします。

MYWA-04サム MYWA-08thumb

2.4有線ハブによる衝突の解決

ハブは問題の解決策です。その主な機能は、トラフィックの発信元を除く他のすべてのポートに着信トラフィックを再送信することです(これにより、誤検出の衝突検出がトリガーされます)。それだけで、私たちが扱っている問題も要約しています。

いくつかのダイオードを使用して、1つのクライアントの送信を他のクライアントの受信機に複製したり、その逆を行うことができます。それは単純な無動力のパッシブハブを作成します。

MYWA-07を変更するのはクールです

MYWA-07親指

2.5 3ポートの無給電パッシブハブ

これは以前のアイデアに似ていますが、3つのクライアント向けです。ミロスラフ・アドジックへの称賛

Pehimagethumb

内部の説明は 、逆並列ダイオードを使用したパッシブイーサネットハブの構築でます

2.6 PoEハブまたはスイッチ

何らかの理由で壁の反対側(いわば)に制約がある場合、PoEハブまたはスイッチの使用を検討することもできます。


3注


0

イーサネットネットワークは信号の伝送を処理することに注意してください。これは、電力の伝送の問題よりも桁違いに細かい問題です。

ウィキペディアの記事10BASE2では、「古い」イーサネットシステムの長所と短所について概説しています。実際、ハブなしで追加のホストを追加できましたが、別のセグメントを「スプライシング」するほど簡単ではありませんでした。


ここには少なくとも2つの誤解を招くものがあります。「ブレークダウン電圧」は関係せず(インピーダンスドアを変更しても「スパイク」は発生しません)、遅延は生のビットレートとは関係ありません。
オリバーチャールズワース14年

私は...それから、私はそれのほとんどを削除しますね
ネヴィンウィリアムズ
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