终于把以太网一次讲清楚了

以太网是一种通信标准，它开发于80年代初期，主要用于本地环境，例如住宅或办公场所中。将计算机或其他设备连入网络，这个本地环境被定义为LAN，也就是局域网。它可以连接多个设备，而且每台设备都可以与其他设备之间进行信息共享。

以太网是一种有线系统，最初使用同轴电缆进行数据传输，后来逐渐发展到使用双绞线和光纤，并延续至今。1983年电气和电子工程师协会将以太网标准化为IEEE 802.3，该标准定义了以太网的物理层和数据链路层的介质访问控制部分，这两个曾被定义为OSI，也就是开放系统互联模型中的前两个层。

物理层由两个组件组成，分别是线缆和设备。首先，让我们看一下以太网使用的线缆，早期的以太网线缆采用的是同轴电缆，这种线缆在旧设备上比较常见，现在使用的比较少。最常见的线缆是双绞线电缆，最新的是6a类和7类。6类线缆速度能达到1 GB每秒，6a类和七类线缆速度高达10GB每秒，5/5e类线缆虽然在很多场合下仍在使用，但是它的传输速度较低，最高只有100M每秒，而且更容易受到噪声的影响。

以太网所使用的双绞线在线缆的两端配有rj 458针连接器，这种八针连接器在半双工和全双工模式下，用于发送和接收数据。半双工模式依次沿一个方向传输数据，而全双工模式则允许沿两个方向同时传输数据。以太网中的全双工模式可以通过使用一对双绞线来实现，可以实现数据同时在两个方向上传输。

光纤线缆使用玻璃或塑料光纤作为光脉冲的通道来传输数据，光纤传输数据的速度更高，而且传输距离也更远。光纤电缆可以根据需求使用几种不同类型的连接器，比如SFP连接器，也就是小型可插拔连接器，还有SC连接器也叫做用户连接器，方形连接器或标准连接器。

在某些使用双绞线作为以太网数据传输的场合中，如果需要接入光纤，就需要使用以太网光纤转换器。转换完成后，数据传输的速度会更快，并且传输距离也更远。

下面我们再来看一下以太网设备。以太网设备由计算机打印机或任何具有内部NIC，也就是网络接口卡的设备组成。充当网络主管的交换机和路由器，将多台计算机连接在一起，实现不同设备之间的通信。网关和网桥用于将多个以太网连接在一起，并允许它们之间进行通信。网关将两个使用不同协议的局域网连接在一起，而网桥将两个相同协议的局域网连接在一起。

现在我们已经讨论了以太网的基本物理组件，接下来让我们进入开放系统互联模型的第二层，也就是数据链路层。数据链路层可以分为两部分，逻辑链路控制和介质访问控制。逻辑链路控制为网络层提供统一的接口以便数据在设备之间传输。介质访问控制使用分配给网络接口卡的硬件地址来标识特定的计算机或设备，通过这种方法来表示数据传输的原地址和目标地址。

以太网使用CSMA/CD协议，也就是带冲突检测的载波侦听多路访问技术，在数据链路层中传输数据包。CSMA/CD被用作以太网的标准传输协议，它可以减少数据冲突，并增加数据传输的成功率。这种协议的算法，首先检查网络上是否有数据，如果检测不到数据，它将发送一部分数据来查看是否会发生冲突；如果该数据传输成功，那么他将发送更多数据，同时仍然在检测是否有冲突，如果发生冲突，那么算法将计算等待时间，然后重新开始该过程，直到所有数据传输完成。

在全双工模式下，如果使用了交换机，那么交换机端口和设备之间的连接，最好使用星型拓扑结构。与总线拓扑结构相比，新型结构传输路径更多，并且数据传输冲突更少。以太网的功能，随着科技的发展不断更新，目前以太网的传输速度普遍在1G/S。尽管通过新技术可以使传输速度达到10g每秒，但这些新技术需要较高的成本，在实际操作中也可以将多个局域网组成更大的广域网，实现世界信息互联共享。

总的来说，以太网之所以受欢迎，是因为它有传输速度，高成本合理并且易于安装等优势，另外，以太网在计算机市场上的接受度也很高，同时以太网可以兼容市面上几乎所有的网络协议。