什麼是以太網？

任何計算機網絡都需要計算機和路由器。它們分別生成和傳播網絡流量。然而，如果沒有某種形式的通信媒介，這一切都是不可能的。Wi-Fi 是無線領域的主導標準，至少對於家庭和企業網絡而言是這樣。

無線網絡對於需要在連接時能夠移動的設備使用非常方便。但是，並非所有設備都是這種情況。台式電腦很少搬動，即使搬動也不會使用。雖然它們可以通過 Wi-Fi 聯網，但還有更好的選擇。

無線網絡必須處理由於牆壁等障礙物造成的信號衰減。它還充當單個廣播域，這意味著所有設備都會接收所有網絡流量並選擇忽略不是針對它們的流量。有線網絡不一定要處理這些問題。唯一的缺點是連接的設備必須物理連接到網絡。這對於台式電腦來說還好，對於筆記本電腦來說普遍可以接受，但是對於手機來說就是殺手鐧了。

有線網絡的主要標準稱為以太網。它用於家庭網絡、企業網絡、超級計算機系統和汽車設備。以太網標準目前可用於高達 40Gb/s 的網絡速度。

注意：網絡速度通常以每秒兆比特或每秒千兆比特為單位列出。這與兆字節和千兆字節不同。字節由 8 位組成，因此兆位連接傳輸 1 兆字節需要 8 秒。使用字節的單位總是用大寫字母“B”表示。較小的單位位使用小寫字母“b”。

起源

以太網最早於 20 世紀 70 年代中期在 Xerox PARC 開發。原始設計的帶寬為 2.94Mb/s。然後升級到 10Mb/s，這是以太網在 1980 年首次商業化的速度。IEEE 也在 1983 年將其標準化為 802.3。早期的 10BASE5 標準使用“粗”同軸電纜，價格相對昂貴。10BASE2 於 1985 年標準化，使用更細、更便宜的同軸電纜以降低實施成本。這種成本降低非常顯著，因為大多數建築物只有用於電話的雙絞線電纜，並且需要從頭開始鋪設同軸電纜。

提示： XBASE-X 表示法有些笨拙，但有一定的邏輯性。第一個數字表示網絡速度的等級。例如，10BASE5 具有 10Mb/s 級的網絡速度。第二個 X 的使用稍微寬鬆一些，但通常表示電纜類型。10BASE2 電纜比 10BASE5 電纜窄。100BASET 使用雙絞線而不是同軸電纜。

1987 年，1BASE5 標準提供了第一個使用雙絞線的以太網版本。雖然在商業上失敗了，但該標準為未來的發展奠定了基礎。1990 年 10BASE-T 被標準化。由於其速度和對現有電纜基礎設施的支持，它很流行。

切換到雙絞線

雖然從同軸電纜轉向雙絞線的主要原因之一是雙絞線佈線已經得到廣泛應用，但這並不是其成功的唯一原因。同軸電纜標準本質上是一種共享電纜。所有其他設備從任何設備的傳輸都可以看到，儘管網卡應該丟棄不適合其設備的流量。

這意味著所有主機共享帶寬，一個問題可能會影響整個網絡。網絡中的信號衝突意味著需要重新傳輸衝突的幀。

雙絞線佈線允許切換到星形拓撲結構，其中每個設備都有其到路由器或交換機的專用鏈路。衝突域從整個網絡縮短到每個鏈路。它還允許兩個設備以峰值網絡速度進行通信，同時不會佔用其他設備的所有帶寬。

這種設計選擇允許進一步提高速度，使更廣泛的網絡成為可能，並且使電纜長度更長。雙絞線仍用於以太網電纜，但也存在光纖連接標準。

其他標準

以太網是使整個事物正常工作所需的廣泛標準集合。電纜的類型是標準化的，物理連接器、信號方法、衝突處理和尋址。例如，電纜根據電纜長度的帶寬進行標準化分類。確切的細節，例如屏蔽和材料，由製造商決定。這意味著雖然標準可能會列出最長 100 米的電纜運行距離，但高質量的電纜可能能夠運行更長的距離。

物理連接器非常標準化，8P8C 連接器是近乎通用的以太網連接器。提供了一些變體，包括一種用於惡劣環境的變體和一種專為光纖連接而設計的變體。8P8C連接器有8個引腳，其中100BASETX及以下速度只用4個。

這允許其他四根電纜可以選擇用於提供電力，標準稱為以太網供電或 PoE。連接器的主要缺點是脆弱的鎖定片，它相對容易折斷，一旦折斷，電纜就會變得不可靠。

標準化的信號發送方法包括標準電壓電平、電纜中雙絞線的數量、所用激光的波長、單模或多模光纖的使用以及半雙工或全雙工的使用。以太網使用 48 位 MAC 地址來路由網絡流量。這種方法標準化得非常好，以至於其他一些技術也使用它並且相互兼容，包括 Wi-Fi 和 Wi-Max。

當前使用情況

大多數使用電纜連接的家庭網絡將使用 Cat5e 電纜，能夠傳輸高達 2.5GBASE-T。然而，大多數家庭網絡可能會在 FastEthernet ( 100BASE-TX ) 或千兆以太網 ( 1000BASE-T ) 上運行，Cat5e 能夠處理這些。

提示：分別為 2.5Gb/s、100Mb/s 和 1000Mb/s。

40GBASE-T 是當前最快的以太網標準，速度為 40Gb/s。這僅在 2016 年標準化，提供的數據速度僅在企業數據中心環境中真正可用，因此尚未廣泛使用。此外，40GBASE-T 需要 Cat8 電纜來提供足夠的帶寬。

結論

以太網是標準的集合，大多數可由以太網電纜直接識別。以太網電纜分為幾類，Cat5e 是最終用戶的主要標準，因為它支持高達 2.5Gb/s 的帶寬。這些標準不僅定義瞭如何通過網絡物理連接設備，還定義瞭如何傳輸數據。以太網是主要的有線網絡標準。