什么是以太網(wǎng)?
以太網(wǎng)是在有線局域網(wǎng) ( LAN ) 或廣域網(wǎng) (WAN) 中連接設(shè)備的傳統(tǒng)技術(shù)。它使設(shè)備能夠通過協(xié)議相互通信，該協(xié)議是一組規(guī)則或通用網(wǎng)絡(luò)語言。
以太網(wǎng)描述了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備如何格式化和傳輸數(shù)據(jù)，以便同一局域網(wǎng)或校園網(wǎng)絡(luò)上的其他設(shè)備可以識(shí)別、接收和處理信息。以太網(wǎng)電纜是數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈锢矸庋b布線。
使用電纜訪問地理本地網(wǎng)絡(luò)的連接設(shè)備——而不是無線連接，那可能使用以太網(wǎng)。從企業(yè)到游戲玩家，不同的最終用戶依賴于以太網(wǎng)連接的好處，包括可靠性和安全性。
與無線局域網(wǎng) ( WLAN )
技術(shù)相比，以太網(wǎng)通常不易受到干擾。它還可以提供比無線技術(shù)更高程度的網(wǎng)絡(luò)安全和控制，因?yàn)樵O(shè)備必須使用物理電纜連接。這使得外部人員難以訪問網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)或劫持未經(jīng)批準(zhǔn)的設(shè)備的帶寬。
為什么使用以太網(wǎng)?
以太網(wǎng)用于連接網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備，并且仍然是一種流行的網(wǎng)絡(luò)連接形式。對(duì)于特定組織使用的本地網(wǎng)絡(luò)——例如公司辦公室、學(xué)校校園和醫(yī)院——以太網(wǎng)因其高速、安全和可靠性而被使用。
與當(dāng)時(shí)的競(jìng)爭(zhēng)技術(shù)(例如 IBM 的令牌環(huán))相比，以太網(wǎng)最初因其低廉的價(jià)格而變得流行
。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步，以太網(wǎng)不斷發(fā)展并提供更高水平的性能，確保了其持續(xù)流行。在整個(gè)發(fā)展過程中，以太網(wǎng)還保持了向后兼容性。
在 1990 年代中期，以太網(wǎng)最初的每秒 10 兆比特吞吐量增加了十倍，達(dá)到 100 Mbps。電氣和電子工程師協(xié)會(huì) (IEEE)
通過連續(xù)更新不斷提高性能。當(dāng)前版本的以太網(wǎng)可以支持高達(dá) 400 吉比特每秒(Gbps) 的操作。
以太網(wǎng)的優(yōu)缺點(diǎn)
以太網(wǎng)對(duì)用戶有很多好處，這就是它變得如此受歡迎的原因。但是，也有一些缺點(diǎn)。
以太網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)
● 成本相對(duì)較低;
● 向后兼容;
● 一般抗噪音;
● 良好的數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量;
● 速度、可靠性、數(shù)據(jù)安全，因?yàn)榭梢允褂闷胀ǚ阑饓Α?/p>
以太網(wǎng)的缺點(diǎn)
● 適用于更小、距離更短的網(wǎng)絡(luò);
● 行動(dòng)不便;
● 使用更長(zhǎng)的電纜會(huì)產(chǎn)生串?dāng)_;
● 不適用于實(shí)時(shí)或交互式應(yīng)用程序;
● 速度隨著交通量的增加而降低;
● 接收者不承認(rèn)數(shù)據(jù)包的接收;
● 嘗試跟蹤導(dǎo)致問題的特定電纜或節(jié)點(diǎn)時(shí)，故障排除很困難。
以太網(wǎng)與 Wi-Fi
Wi-Fi 是最流行的網(wǎng)絡(luò)連接類型。與以太網(wǎng)等有線連接類型不同，它不需要連接物理電纜。相反，數(shù)據(jù)是通過無線信號(hào)傳輸?shù)摹?/p>
以太網(wǎng)和 Wi-Fi 連接之間的差異
以太網(wǎng)連接
● 通過數(shù)據(jù)線傳輸數(shù)據(jù);
● 移動(dòng)受限，因?yàn)樾枰锢黼娎|;
● 比 Wi-Fi 更快、更可靠、更安全;
● 速度一致;
● 不需要數(shù)據(jù)加密;
● 更低的延遲;
● 安裝過程比較復(fù)雜。
無線網(wǎng)絡(luò)連接
● 通過無線信號(hào)而不是通過電纜傳輸數(shù)據(jù);
● 更好的移動(dòng)性，因?yàn)椴恍枰娎|;
● 不像以太網(wǎng)那樣快速、可靠或安全;
● 更方便——用戶可以從任何地方連接到互聯(lián)網(wǎng);
● 速度不一致——Wi-Fi容易受到信號(hào)干擾;
● 需要數(shù)據(jù)加密;
● 比以太網(wǎng)更高的延遲;
● 安裝過程更簡(jiǎn)單。
以太網(wǎng)的工作原理
IEEE 在稱為 IEEE 802.3的標(biāo)準(zhǔn)系列中指定 以太網(wǎng)協(xié)議涉及開放系統(tǒng)互連 ( OSI ) 模型上的第 1 層(物理層)和第 2
層(數(shù)據(jù)鏈路層)。
以太網(wǎng)定義了兩種傳輸單位：包和幀。該幀包括正在傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的有效載荷以及以下內(nèi)容：
● 發(fā)送方和接收方的物理媒體訪問控制 (MAC) 地址;
● 虛擬局域網(wǎng) (VLAN) 標(biāo)記和服務(wù)質(zhì)量 (QoS) 信息;和
● 糾錯(cuò)信息以檢測(cè)傳輸問題。
每個(gè)幀都包含在一個(gè)包含幾個(gè)字節(jié)信息的數(shù)據(jù)包中，以建立連接并標(biāo)記幀的開始位置。
以太網(wǎng)的誕生
Xerox 的工程師在 1970 年代首次開發(fā)了以太網(wǎng)。以太網(wǎng)最初通過同軸電纜運(yùn)行 。早期的以太網(wǎng)通過集線器 (負(fù)責(zé)傳輸網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的第 1
層設(shè)備)使用菊花鏈或星形拓?fù)鋵⒍鄠€(gè)設(shè)備連接到網(wǎng)段 。目前，典型的以太網(wǎng) LAN 使用特殊等級(jí)的雙絞線電纜或光纖電纜。
如果共享一個(gè)集線器的兩個(gè)設(shè)備同時(shí)嘗試傳輸數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)包可能會(huì)發(fā)生沖突并產(chǎn)生連接問題。為了緩解這些數(shù)字交通擁堵，IEEE
開發(fā)了帶有沖突檢測(cè)的載波偵聽多路訪問 (CSMA/CD) 協(xié)議。該協(xié)議使設(shè)備能夠在啟動(dòng)新傳輸之前檢查給定線路是否正在使用中。
后來，以太網(wǎng)集線器在很大程度上讓位于網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。因?yàn)榧€器不能區(qū)分網(wǎng)段上的點(diǎn)，所以它不能直接從 A 點(diǎn)向 B
點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)。相反，每當(dāng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通過輸入端口發(fā)送傳輸時(shí)，集線器都會(huì)復(fù)制數(shù)據(jù)并將其分發(fā)給所有可用的輸出端口。
相比之下，交換機(jī)智能地僅向任何給定端口發(fā)送用于其設(shè)備的流量，而不是網(wǎng)段上任何和所有傳輸?shù)母北?，從而提高安全性和效率?/p>
與其他網(wǎng)絡(luò)類型一樣，所涉及的計(jì)算機(jī)必須包含一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口卡 (NIC) 才能連接到以太網(wǎng)。
以太網(wǎng)電纜的類型
IEEE 802.3 工作組于 1983 年批準(zhǔn)了第一個(gè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。從那時(shí)起，該技術(shù)不斷發(fā)展并接受新媒體、更高的傳輸速度和幀內(nèi)容的變化。
以下是一些變化：
引入了 802.3ac 以適應(yīng) VLAN 和優(yōu)先級(jí)標(biāo)記。
● 802.3af 定義了以太網(wǎng)供電( PoE )，這對(duì)大多數(shù) Wi-Fi 和互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議 (IP) 電話部署至關(guān)重要。
● 802.11a、802.11b、802.11g、802.11n、802.11ac 和 802.11ax 定義了 WLAN 的等效以太網(wǎng)。
● 802.3u 迎來了數(shù)據(jù)傳輸速度高達(dá) 100 Mbps 的 100BASE-T(也稱為快速以太網(wǎng))。術(shù)語 BASE-T 表示使用雙絞線電纜。
千兆以太網(wǎng)擁有 1,000 Mbps——1 吉比特或 10 億比特每秒 (bps)—— 10 GbE、高達(dá) 10 Gbps
等的速度。隨著時(shí)間的推移，每個(gè)連接的典型速度趨于增加。
網(wǎng)絡(luò)工程師使用 USR-TCP232-410S執(zhí)行以下操作：
連接最終用戶計(jì)算機(jī)、打印機(jī)和其他設(shè)備;
管理服務(wù)器和存儲(chǔ);和
實(shí)現(xiàn)更高的網(wǎng)絡(luò)骨干網(wǎng)段速度。
串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接到適當(dāng)?shù)?a href="http://imbacareer.com.cn/Product/cat-10.html" target="_blank">工業(yè)路由器或DTU。不同的電纜以不同的標(biāo)準(zhǔn)和速度工作。例如，5 類 (Cat5) 電纜支持傳統(tǒng)和 100BASE-T
以太網(wǎng)。5e 類 (Cat5e) 電纜可以處理 GbE，而 6 類 (Cat6) 電纜可以處理 10 GbE。
也存在連接兩個(gè)相同類型設(shè)備的以太網(wǎng)交叉電纜。這些電纜使兩臺(tái)計(jì)算機(jī)之間無需交換機(jī)或路由器即可連接。
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