什么是以太网?

　　以太网是在有线局域网 ( LAN ) 或广域网 (WAN) 中连接设备的传统技术。它使设备能够通过协议相互通信，该协议是一组规则或通用网络语言。

　　以太网描述了网络设备如何格式化和传输数据，以便同一局域网或校园网络上的其他设备可以识别、接收和处理信息。以太网电缆是数据传输的物理封装布线。

　　使用电缆访问地理本地网络的连接设备——而不是无线连接，那可能使用以太网。从企业到游戏玩家，不同的最终用户依赖于以太网连接的好处，包括可靠性和安全性。

　　与无线局域网 ( WLAN ) 技术相比，以太网通常不易受到干扰。它还可以提供比无线技术更高程度的网络安全和控制，因为设备必须使用物理电缆连接。这使得外部人员难以访问网络数据或劫持未经批准的设备的带宽。

　　为什么使用以太网?

　　以太网用于连接网络中的设备，并且仍然是一种流行的网络连接形式。对于特定组织使用的本地网络——例如公司办公室、学校校园和医院——以太网因其高速、安全和可靠性而被使用。

　　与当时的竞争技术(例如 IBM 的令牌环)相比，以太网最初因其低廉的价格而变得流行 。随着网络技术的进步，以太网不断发展并提供更高水平的性能，确保了其持续流行。在整个发展过程中，以太网还保持了向后兼容性。

　　在 1990 年代中期，以太网最初的每秒 10 兆比特吞吐量增加了十倍，达到 100 Mbps。电气和电子工程师协会 (IEEE) 通过连续更新不断提高性能。当前版本的以太网可以支持高达 400 吉比特每秒(Gbps) 的操作。

　　以太网的优缺点

　　以太网对用户有很多好处，这就是它变得如此受欢迎的原因。但是，也有一些缺点。

　　以太网的优势

　　● 成本相对较低;

　　● 向后兼容;

　　● 一般抗噪音;

　　● 良好的数据传输质量;

　　● 速度、可靠性、数据安全，因为可以使用普通防火墙。

　　以太网的缺点

　　● 适用于更小、距离更短的网络;

　　● 行动不便;

　　● 使用更长的电缆会产生串扰;

　　● 不适用于实时或交互式应用程序;

　　● 速度随着交通量的增加而降低;

　　● 接收者不承认数据包的接收;

　　● 尝试跟踪导致问题的特定电缆或节点时，故障排除很困难。

　　以太网与 Wi-Fi

　　Wi-Fi 是最流行的网络连接类型。与以太网等有线连接类型不同，它不需要连接物理电缆。相反，数据是通过无线信号传输的。

　　以太网和 Wi-Fi 连接之间的差异

　　以太网连接

　　● 通过数据线传输数据;

　　● 移动受限，因为需要物理电缆;

　　● 比 Wi-Fi 更快、更可靠、更安全;

　　● 速度一致;

　　● 不需要数据加密;

　　● 更低的延迟;

　　● 安装过程比较复杂。

　　无线网络连接

　　● 通过无线信号而不是通过电缆传输数据;

　　● 更好的移动性，因为不需要电缆;

　　● 不像以太网那样快速、可靠或安全;

　　● 更方便——用户可以从任何地方连接到互联网;

　　● 速度不一致——Wi-Fi容易受到信号干扰;

　　● 需要数据加密;

　　● 比以太网更高的延迟;

　　● 安装过程更简单。

　　以太网的工作原理

　　IEEE 在称为 IEEE 802.3的标准系列中指定 以太网协议涉及开放系统互连 ( OSI ) 模型上的第 1 层(物理层)和第 2 层(数据链路层)。

　　以太网定义了两种传输单位：包和帧。该帧包括正在传输的数据的有效载荷以及以下内容：

　　● 发送方和接收方的物理媒体访问控制 (MAC) 地址;

　　● 虚拟局域网 (VLAN) 标记和服务质量 (QoS) 信息;和

　　● 纠错信息以检测传输问题。

　　每个帧都包含在一个包含几个字节信息的数据包中，以建立连接并标记帧的开始位置。

　　以太网的诞生

　　Xerox 的工程师在 1970 年代首次开发了以太网。以太网最初通过同轴电缆运行 。早期的以太网通过集线器 (负责传输网络数据的第 1 层设备)使用菊花链或星形拓扑将多个设备连接到网段 。目前，典型的以太网 LAN 使用特殊等级的双绞线电缆或光纤电缆。

　　如果共享一个集线器的两个设备同时尝试传输数据，数据包可能会发生冲突并产生连接问题。为了缓解这些数字交通拥堵，IEEE 开发了带有冲突检测的载波侦听多路访问 (CSMA/CD) 协议。该协议使设备能够在启动新传输之前检查给定线路是否正在使用中。

　　后来，以太网集线器在很大程度上让位于网络交换机。因为集线器不能区分网段上的点，所以它不能直接从 A 点向 B 点发送数据。相反，每当网络设备通过输入端口发送传输时，集线器都会复制数据并将其分发给所有可用的输出端口。

　　相比之下，交换机智能地仅向任何给定端口发送用于其设备的流量，而不是网段上任何和所有传输的副本，从而提高安全性和效率。

　　与其他网络类型一样，所涉及的计算机必须包含一个网络接口卡 (NIC) 才能连接到以太网。

　　以太网电缆的类型

　　IEEE 802.3 工作组于 1983 年批准了第一个以太网标准。从那时起，该技术不断发展并接受新媒体、更高的传输速度和帧内容的变化。

　　以下是一些变化：

　　引入了 802.3ac 以适应 VLAN 和优先级标记。

　　● 802.3af 定义了以太网供电( PoE )，这对大多数 Wi-Fi 和互联网协议 (IP) 电话部署至关重要。

　　● 802.11a、802.11b、802.11g、802.11n、802.11ac 和 802.11ax 定义了 WLAN 的等效以太网。

　　● 802.3u 迎来了数据传输速度高达 100 Mbps 的 100BASE-T(也称为快速以太网)。术语 BASE-T 表示使用双绞线电缆。

　　千兆以太网拥有 1,000 Mbps——1 吉比特或 10 亿比特每秒 (bps)—— 10 GbE、高达 10 Gbps 等的速度。随着时间的推移，每个连接的典型速度趋于增加。

　　网络工程师使用 USR-TCP232-410S执行以下操作：

　　连接最终用户计算机、打印机和其他设备;

　　管理服务器和存储;和

　　实现更高的网络骨干网段速度。

　　串口转以太网转换器将网络设备连接到适当的工业路由器或DTU。不同的电缆以不同的标准和速度工作。例如，5 类 (Cat5) 电缆支持传统和 100BASE-T 以太网。5e 类 (Cat5e) 电缆可以处理 GbE，而 6 类 (Cat6) 电缆可以处理 10 GbE。

　　也存在连接两个相同类型设备的以太网交叉电缆。这些电缆使两台计算机之间无需交换机或路由器即可连接。