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什么是以太网,以太网有什么用

2021-11-12

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  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。

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