以太网网络技术简介

几十年来，以太网已被证明是一种相对便宜、速度相当快且非常流行的网络局域网(局域网)技术。

以太网的历史

工程师Bob Metcalfe和dr . r . Boggs于1972年开始开发以太网。基于他们的工作的工业标准在1980年IEEE(电气和电子工程师协会)802.3标准下建立。以太网规范定义了低级数据传输协议，以及制造商在构建卡和以太网产品时需要了解的技术细节电缆．

以太网技术在此后的几年里不断发展和成熟。如今，消费者可以依靠现成的以太网产品按照设计工作，并相互协作。

以太网技术

传统的以太网支持数据传输速率为10每秒(Mbps)。随着网络性能需求的增长，行业为快速以太网和千兆以太网创建了额外的以太网规范。

快速以太网将传统以太网的性能扩展到100 Mbps，将千兆以太网的性能扩展到1000 Mbps。尽管普通消费者无法使用10千兆以太网（10000 Mbps），但它现在为一些企业、数据中心和Internet2实体的网络供电。然而，一般来说，费用限制了它的广泛应用。

以太网电缆同样地，也可根据多种标准规格中的任何一种进行制造。使用中最流行的以太网电缆，第5类(五类电缆)支持传统以太网和快速以太网。类别5e (CAT5e)及六类电缆支持千兆以太网。

要将以太网电缆连接到计算机（或其他网络设备），请将电缆插入设备的以太网端口．一些没有以太网支持的设备可以支持以太网连接使用软件狗例如USB-to-Ethernet适配器。以太网电缆使用的连接器看起来像传统电话使用的RJ-45连接器。

类型的以太网

10Base5通常被称为Thicknet，它是以太网技术的第一个化身。业界在20世纪80年代使用Thicknet，直到10Base2 Thinnet出现。与Thicknet相比，Thinnet提供了更薄(5毫米对10毫米)和更灵活的电缆，使其更容易为办公大楼连接以太网。

然而，传统以太网最常见的形式是10Base-T。它比Thicknet或Thinket提供更好的电气性能，因为10Base-T电缆使用非屏蔽双绞线（UTP）布线，而不是同轴布线。10Base-T也比光纤布线等替代品更具成本效益。

存在其他鲜为人知的以太网标准，包括用于光纤网络的10Base FL、10Base FB和10Base FP，以及用于光纤网络的10Broad36宽带（有线电视）布线。快速和千兆以太网使上述所有传统形式，包括10Base-T，都过时了。

更多关于快速以太网的信息

20世纪90年代中期，快速以太网技术成熟，满足了提高传统以太网性能的设计目标，同时避免了对现有以太网网络进行完全重新布线的需要。

快速以太网有两种主要类型：

• 100Base-T（使用非屏蔽双绞线）
• 100Base-FX(使用光纤电缆)

最流行的是100Base-T，该标准包括100Base-TX(第5类UTP)、100Base-T2(第3类或更好的UTP)和100Base-T4(修改后的100Base-T2电缆包括两对额外的线)。

更多关于千兆以太网的信息

快速以太网将传统以太网的速度从10兆提高到100兆，而千兆以太网则通过提供1000兆（1千兆）的速度改进了快速以太网。千兆以太网最初是通过光纤和铜缆传输的，但1000Base-T标准也支持它。1000Base-T使用类似于100 Mbps以太网的5类布线，尽管实现千兆速度需要使用额外的线对。

以太网拓扑和协议

传统的以太网采用总线拓扑结构，这意味着网络上的所有设备或主机使用相同的共享通信线路。每个设备拥有一个以太网地址，也称为MAC地址．发送设备使用以太网地址来指定消息的预期接收者。

通过以太网发送的数据以帧的形式存在。一个以太网帧包含一个头、一个数据段和一个脚注，其总长度不超过1,518个字节。以太网报头包含预期接收方和发送方的地址。

通过以太网发送的数据会自动广播到网络上的所有设备。通过比较以太网地址和帧报头中的地址，每个以太网设备测试每个帧，以确定它是否适合它，并适当地读取或丢弃帧。网络适配器将此功能整合到他们的硬件中。

希望在以太网网络上传输的设备首先执行初步检查，以确定介质是否可用或传输是否正在进行。如果以太网可用，发送设备将数据传输到电线上。然而，有可能两个设备将在大约相同的时间执行这个测试，并同时传输。

在设计上，作为性能的权衡，以太网标准不阻止多个同时传输。这些所谓的碰撞，当它们发生时，会导致两个传输失败，并需要两个发送设备重新传输。以太网使用一种基于随机延迟时间的算法来确定重传之间的适当等待时间。网络适配器也实现了这个算法。

在传统的以太网中，这种用于广播、监听和检测冲突的协议被称为CSMA/CD(载波侦听多路访问/冲突检测)。一些较新的以太网形式不使用CSMA/CD。相反，它们使用全双工以太网协议，该协议支持点对点同步发送和接收，而不需要侦听。

关于以太网设备的更多信息

以太网电缆的覆盖范围有限，这些距离(短至100米)不足以覆盖大中型网络设施。以太网网络中的中继器可以连接多根电缆，跨越更大的距离。桥接设备可以将以太网连接到另一个不同类型的网络，例如无线网络。中继器的一种常用类型是以太网集线器．其他设备有时会与集线器混淆开关和路由器．

以太网网络适配器也以多种形式存在。电脑和游戏机都有内置的以太网适配器。usb到以太网适配器和无线以太网适配器也可以配置为与许多设备一起工作。

总结

以太网是互联网的关键技术之一。尽管以太网已经过时，但它仍在继续为世界许多局域网供电，并不断改进，以满足未来对高性能网络的需求。