以太網（Ethernet）協議

以太網是用于連接有線局域網 ( LAN ) 或廣域網 (WAN) 中的設備的傳統技術。它使設備能夠通過協議相互通信 ，協議是一組規則或通用網絡語言。

以太網描述了網絡設備如何格式化和傳輸數據，以便同一 LAN 或園區網絡上的其他設備可以識別、接收和處理信息。以太網電纜是數據傳輸的物理封裝布線。

使用電纜訪問地理本地網絡（而不是無線連接）的連接設備可能使用以太網。從企業到游戲玩家，不同的最終用戶都依賴以太網連接的優勢，包括可靠性和安全性。

與無線 LAN ( WLAN ) 技術相比，以太網通常不易受到干擾。與無線技術相比，它還可以提供更高程度的網絡安全和控制，因為設備必須使用物理布線進行連接。這使得外部人員很難訪問網絡數據或劫持未經批準的設備的帶寬。

為什么使用以太網？

以太網用于連接網絡中的設備，并且仍然是一種流行的網絡連接形式。對于特定組織（例如公司辦公室、學校校園和醫院）使用的本地網絡，以太網因其高速、安全性和可靠性而被使用。

與當時的競爭技術（例如 IBM 的 令牌環）相比，以太網最初因其低廉的價格而變得流行。隨著網絡技術的進步，以太網不斷發展并提供更高水平性能的能力確保了其持續普及。在其發展過程中，以太網還保持了向后兼容性。

以太網最初的每秒 10 兆比特的吞吐量在 20 世紀 90 年代中期增加了十倍，達到 100 Mbps。電氣和電子工程師協會 (IEEE) 通過連續更新繼續提供更高的性能。當前版本的以太網可支持高達每秒 400 吉比特(Gbps) 的操作。

以太網的優點和缺點

以太網為用戶帶來了很多好處，這就是它如此受歡迎的原因。然而，也有一些缺點。

以太網的優點

• 成本相對較低；
• 向后兼容性；
• 一般抗噪音；
• 良好的數據傳輸質量；
• 速度;
• 可靠性; 和
• 數據安全，可以使用常見的防火墻。

以太網的缺點

• 適用于較小、距離較短的網絡；
• 行動不便；
• 使用較長的電纜會產生串擾；
• 不能很好地與實時或交互式應用程序配合使用；
• 速度隨著交通量的增加而降低；
• 接收方不確認數據包的接收；和
• 當試圖追蹤導致問題的特定電纜或節點時，故障排除非常困難。

以太網與 Wi-Fi

Wi-Fi 是最流行的網絡連接類型。與以太網等有線連接類型不同，它不需要連接物理電纜。相反，數據通過無線信號傳輸。

以太網和 Wi-Fi 連接之間的差異

以太網連接

• 通過電纜傳輸數據；
• 移動性有限，因為需要物理電纜；
• 比 Wi-Fi 更快、更可靠、更安全；
• 速度一致；
• 不需要數據加密；
• 更低的延遲；和
• 安裝過程比較復雜。

無線網絡連接

• 通過無線信號而不是通過電纜傳輸數據；
• 更好的移動性，因為不需要電纜；
• 不像以太網那樣快速、可靠或安全；
• 更方便——用戶可以從任何地方連接到互聯網；
• 速度不一致——Wi-Fi容易出現信號干擾；
• 需要數據加密；
• 比以太網延遲更高；和
• 更簡單的安裝過程。

以太網的工作原理

IEEE 在 IEEE 802.3標準系列中指定  以太網協議涉及開放系統互連 ( OSI ) 模型上的第 1 層（物理層）和第 2 層（數據鏈路層）。

以太網定義了兩種傳輸單元：數據包和幀。該幀包括正在傳輸的數據的有效負載以及以下內容：

• 發送方和接收方的物理媒體訪問控制 (MAC) 地址；
• 虛擬 LAN (VLAN) 標記和服務質量 (QoS) 信息；和
• 用于檢測傳輸問題的糾錯信息。

每個幀都包裝在一個數據包中，該數據包包含幾個字節的信息，用于建立連接并標記幀的起始位置。

Xerox 的工程師在 20 世紀 70 年代首次開發了以太網。以太網最初是通過同軸電纜運行的 。早期以太網通過集線器 （負責傳輸網絡數據的第一層設備）使用菊花鏈或星形拓撲將多個設備連接到網段中 。目前，典型的以太網 LAN 使用特殊等級的雙絞線電纜或光纖電纜。

如果共享集線器的兩個設備嘗試同時傳輸數據，數據包可能會發生沖突并造成連接問題。為了緩解這些數字流量擁堵，IEEE 開發了帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問 (CSMA/CD) 協議。該協議使設備能夠在啟動新傳輸之前檢查給定線路是否正在使用。

后來，以太網集線器很大程度上讓位于網絡交換機。由于集線器無法區分網段上的點，因此它無法直接從 A 點發送數據到 B 點。 相反，每當網絡設備通過輸入端口發送傳輸時，集線器就會復制數據并將其分發給所有網絡設備?？捎玫妮敵龆丝?。

相比之下，交換機智能地僅向任何給定端口發送用于其設備的流量，而不是網段上任何和所有傳輸的副本，從而提高安全性和效率。

與其他網絡類型一樣，所涉及的計算機必須包含網絡接口卡 (NIC) 才能連接到以太網。