以太網為全球許多局域網提供電力
幾十年來，以太網已經證明自己是一種相對便宜，合理快速且非常流行的局域網技術。 本教程介紹了以太網的基本功能以及如何在家庭和商業網絡上使用以太網。
以太網的歷史
工程師Bob Metcalfe和DR Boggs於1972年開始開發以太網。基於其工作的行業標準是在1980年根據IEEE 802.3規範制定的。 以太網規範定義了低級數據傳輸協議，製造商需要知道製造以太網產品（如卡和電纜）的技術細節。
以太網技術已經在很長一段時間內發展和成熟。 普通消費者通常可以依靠現成的以太網產品按照設計工作並相互協作。
以太網技術
傳統以太網支持每秒 10 兆比特（Mbps）的數據傳輸。 隨著網絡性能需求的增加，業界為快速以太網和千兆以太網制定了更多的以太網規範。 快速以太網將傳統的以太網性能提高到100 Mbps，千兆位以太網的速度提高到1000 Mbps。 儘管普通消費者還沒有獲得產品，但萬兆以太網（10,000 Mbps）也存在並用於某些商業網絡和Internet2。
以太網電纜也可以按照幾種標準規格製造。 目前使用最流行的以太網電纜，5類或CAT5電纜 ，支持傳統和快速以太網。 Category 5e（CAT5e）和CAT6電纜支持千兆以太網。
要將以太網電纜連接到計算機（或其他網絡設備），一個人將電纜直接插入設備的以太網端口 。 某些沒有以太網支持的設備也可以通過USB-to-Ethernet適配器等加密狗來支持以太網連接。 以太網電纜使用的連接器看起來很像傳統電話使用的RJ-45連接器。
對於學生：在OSI模型中，以太網技術分別在物理層和數據鏈路層 - 層1和層2上運行。 以太網支持所有流行的網絡和更高級別的協議，主要是TCP / IP 。
以太網的類型
通常被稱為Thicknet，10Base5是以太網技術的第一個版本。 在20世紀80年代，該行業使用了Thicknet，直到10Base2 Thinnet出現。 與Thinnet相比，Thinnet提供了更薄（5毫米和10毫米）和更靈活的佈線的優點，使連接以太網的辦公樓更容易。
然而，傳統以太網最常見的形式是10Base-T。 10Base-T比Thicknet或Thinnet提供更好的電氣特性，因為10Base-T電纜使用非屏蔽雙絞線（UTP）而非同軸電纜。 10Base-T也比光纖佈線等替代方案更具成本效益。
還有許多其他鮮為人知的以太網標準，包括用於光纖網絡的10Base-FL，10Base-FB和10Base-FP以及用於寬帶 （有線電視）佈線的10Broad36。 上述所有傳統形式，包括10Base-T都已經被快速和千兆以太網所淘汰。
更多關於快速以太網
在20世紀90年代中期，快速以太網技術成熟並實現了以下設計目標：a）提高了傳統以太網的性能，同時b）避免了對現有以太網網絡進行完全重新連接的需求。 快速以太網有兩大類：
- 100Base-T（使用非屏蔽雙絞線）
- 100Base-FX（使用光纜）
到目前為止，最流行的是100Base-T，一種包括100Base-TX（5類UTP），100Base-T2（3類或更好的UTP）和100Base-T4（100Base-T2佈線）的標準，包括兩個附加線對）。
更多關於千兆以太網
儘管快速以太網將傳統的以太網從10兆到100兆的速度進行了改進，但千兆以太網的速度與千兆以太網相比，提供了1000兆比特（1千兆）的千兆位速度。 千兆以太網最初是通過光纜和銅纜走線的，但1000Base-T標準也成功支持它。 1000Base-T採用類似於100Mbps以太網的5類佈線，但實現千兆速度需要使用額外的線對。
以太網拓撲和協議
傳統以太網採用總線拓撲結構，這意味著網絡中的所有設備或主機都使用相同的共享通信線路。 每個設備都擁有一個以太網地址，也稱為MAC地址 。 發送設備使用以太網地址來指定消息的預期收件人。
通過以太網發送的數據以幀的形式存在。 以太網幀包含一個頭部，一個數據部分和一個長度不超過1518字節的頁腳。 以太網標頭包含既定收件人和發件人的地址。
通過以太網發送的數據會自動廣播到網絡上的所有設備。 通過將以太網地址與幀頭中的地址進行比較，每個以太網設備都會測試每個幀，以確定是否適合它們，並根據需要讀取或丟棄幀。 網絡適配器將這個功能集成到他們的硬件中。
想要在以太網上傳輸的設備首先執行初步檢查，以確定介質是否可用或傳輸是否正在進行。 如果以太網可用，則發送設備將傳輸到電線上。 但是，有可能兩個設備將在大約相同的時間執行此測試，並且兩者都同時傳輸。
通過設計，作為性能權衡，以太網標準不會阻止多個同時傳輸。 這些所謂的衝突發生時會導致兩種傳輸失敗，並要求兩個發送設備重新傳輸。 以太網使用基於隨機延遲時間的算法來確定重新傳輸之間的適當等待時間。 網絡適配器也實現了這個算法。
在傳統的以太網中，用於廣播，監聽和檢測衝突的協議稱為CSMA / CD（載波偵聽多路訪問/衝突檢測）。 一些更新的以太網形式不使用CSMA / CD。 相反，他們使用所謂的全雙工以太網協議，該協議支持點對點同時發送和接收，無需收聽。
更多關於以太網設備
如前所述，以太網電纜的覆蓋範圍有限，而這些距離（最短100米）不足以覆蓋中型和大型網絡安裝。 以太網網絡中的中繼器是一種允許連接多條電纜並跨越更遠距離的設備。 橋接設備可以將以太網連接到不同類型的另一個網絡，例如無線網絡。 一種流行的中繼器設備是以太網集線器 。 有時與集線器混淆的其他設備是交換機和路由器 。
以太網網絡適配器也有多種形式。 較新的個人電腦和遊戲控制台具有內置的以太網適配器。 USB轉以太網適配器和無線以太網適配器也可以配置為與許多較新的設備配合使用。
概要
以太網是互聯網的關鍵技術之一。 儘管年事已高，以太網依然為全球許多局域網提供支持，並不斷改進以滿足未來對高性能網絡的需求。