以太网为全球许多局域网提供电力
几十年来，以太网已经证明自己是一种相对便宜，合理快速且非常流行的局域网技术。 本教程介绍了以太网的基本功能以及如何在家庭和商业网络上使用以太网。
以太网的历史
工程师Bob Metcalfe和DR Boggs于1972年开始开发以太网。基于其工作的行业标准是在1980年根据IEEE 802.3规范制定的。 以太网规范定义了低级数据传输协议，制造商需要知道制造以太网产品（如卡和电缆）的技术细节。
以太网技术已经在很长一段时间内发展和成熟。 普通消费者通常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
传统以太网支持每秒 10 兆比特（Mbps）的数据传输。 随着网络性能需求的增加，业界为快速以太网和千兆以太网制定了更多的以太网规范。 快速以太网将传统的以太网性能提高到100 Mbps，千兆位以太网的速度提高到1000 Mbps。 尽管普通消费者还没有获得产品，但万兆以太网（10,000 Mbps）也存在并用于某些商业网络和Internet2。
以太网电缆也可以按照几种标准规格制造。 目前使用最流行的以太网电缆，5类或CAT5电缆 ，支持传统和快速以太网。 Category 5e（CAT5e）和CAT6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），一个人将电缆直接插入设备的以太网端口 。 某些没有以太网支持的设备也可以通过USB-to-Ethernet适配器等加密狗来支持以太网连接。 以太网电缆使用的连接器看起来很像传统电话使用的RJ-45连接器。
对于学生：在OSI模型中，以太网技术分别在物理层和数据链路层 - 层1和层2上运行。 以太网支持所有流行的网络和更高级别的协议，主要是TCP / IP 。
以太网的类型
通常被称为Thicknet，10Base5是以太网技术的第一个版本。 在20世纪80年代，该行业使用了Thicknet，直到10Base2 Thinnet出现。 与Thinnet相比，Thinnet提供了更薄（5毫米和10毫米）和更灵活的布线的优点，使连接以太网的办公楼更容易。
然而，传统以太网最常见的形式是10Base-T。 10Base-T比Thicknet或Thinnet提供更好的电气特性，因为10Base-T电缆使用非屏蔽双绞线（UTP）而非同轴电缆。 10Base-T也证明比光纤布线等替代方案更具成本效益。
还有许多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以及用于宽带 （有线电视）布线的10Broad36。 上述所有传统形式，包括10Base-T都已经被快速和千兆以太网所淘汰。
更多关于快速以太网
在20世纪90年代中期，快速以太网技术成熟并实现了以下设计目标：a）提高了传统以太网的性能，同时b）避免了对现有以太网网络进行完全重新连接的需求。 快速以太网有两大类：
- 100Base-T（使用非屏蔽双绞线）
- 100Base-FX（使用光缆）
到目前为止，最流行的是100Base-T，一种包括100Base-TX（5类UTP），100Base-T2（3类或更好的UTP）和100Base-T4（100Base-T2布线）的标准，包括两个附加线对）。
更多关于千兆以太网
尽管快速以太网将传统的以太网从10兆到100兆的速度进行了改进，但千兆以太网的速度与千兆以太网相比，提供了1000兆比特（1千兆）的千兆位速度。 千兆以太网最初是通过光缆和铜缆走线的，但1000Base-T标准也成功支持它。 1000Base-T采用类似于100Mbps以太网的5类布线，但实现千兆速度需要使用额外的线对。
以太网拓扑和协议
传统以太网采用总线拓扑结构，这意味着网络中的所有设备或主机都使用相同的共享通信线路。 每个设备都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收件人。
通过以太网发送的数据以帧的形式存在。 以太网帧包含一个头部，一个数据部分和一个长度不超过1518字节的页脚。 以太网标头包含既定收件人和发件人的地址。
通过以太网发送的数据会自动广播到网络上的所有设备。 通过将以太网地址与帧头中的地址进行比较，每个以太网设备都会测试每个帧，以确定是否适合它们，并根据需要读取或丢弃帧。 网络适配器将这个功能集成到他们的硬件中。
想要在以太网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，则发送设备将传输到电线上。 但是，有可能两个设备将在大约相同的时间执行此测试，并且两者都同时传输。
通过设计，作为性能权衡，以太网标准不会阻止多个同时传输。 这些所谓的冲突发生时会导致两种传输失败，并要求两个发送设备重新传输。 以太网使用基于随机延迟时间的算法来确定重新传输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，用于广播，监听和检测冲突的协议称为CSMA / CD（载波侦听多路访问/冲突检测）。 一些更新的以太网形式不使用CSMA / CD。 相反，他们使用所谓的全双工以太网协议，该协议支持点对点同时发送和接收，无需收听。
更多关于以太网设备
如前所述，以太网电缆的覆盖范围有限，而这些距离（最短100米）不足以覆盖中型和大型网络安装。 以太网网络中的中继器是一种允许连接多条电缆并跨越更远距离的设备。 桥接设备可以将以太网连接到不同类型的另一个网络，例如无线网络。 一种流行的中继器设备是以太网集线器 。 有时与集线器混淆的其他设备是交换机和路由器 。
以太网网络适配器也有多种形式。 较新的个人电脑和游戏控制台具有内置的以太网适配器。 USB转以太网适配器和无线以太网适配器也可以配置为与许多较新的设备配合使用。
概要
以太网是互联网的关键技术之一。 尽管年事已高，以太网依然为全球许多局域网提供支持，并不断改进以满足未来对高性能网络的需求。