以太网(Ethernet)是一种标准的局域网(LAN)技术,也是被广泛应用的一种传输协议。以太网定义了一套规则,使得计算机可以通过电缆互相通信,实现了计算机之间的数据传输。以太网通常使用双绞线或光纤作为物理传输媒介,采用的是CSMA/CD(载波侦听多点接入/冲突检测)技术来控制数据的传输,从而避免数据碰撞问题。
以太网的速率有多种,从最初的10 Mbps(Megabits per second,兆位每秒),到现在的最高速率100 Gbps(Gigabits per second,千兆位每秒)。除了局域网中的连接,以太网也广泛应用于因特网(Internet)等广域网中。
以太网的工作原理可以分为两个方面,一是物理层(Physical Layer),主要是定义信号的电气/光学特性、传输距离等;二是数据链路层(Data Link Layer),主要是定义物理层上的数据传输方式,保证数据传输的可靠性。
物理层的实现依赖于传输介质(如双绞线或光纤),以太网的传输方式是基于帧(Frame)的,每个数据帧包含源地址、目的地址、数据、以及CRC检验位。在发送数据时,发送端将数据放进帧中并添加源地址、目的地址和CRC检验位,然后发送给目的地址;在接收数据时,接收端通过目的地址判断该数据是否属于自己,并进行CRC校验,以确保数据传输的可靠性。
以太网最初用于办公室内部的局域网中,目前已经广泛应用于企业内部网络、校园网、数据中心、云计算、因特网等领域。在企业内部网络中,常常采用以太网作为传输协议,通过交换机等设备实现数据的高速传输。在数据中心中,以太网也是一种重要的传输协议,为数据中心内部服务器之间提供高速、可靠的连接。以太网在云计算和因特网中也广泛存在,例如计算机云服务商使用以太网连接云端服务器,用户通过以太网连接云服务。
以太网起源于20世纪70年代,最初的标准是由施乐、英特尔和Xerox等公司共同制定的,称之为DIX Ethernet(DIX代表Digital、Intel、Xerox)。DIX Ethernet 的速率为10 Mbps,最初是基于同轴电缆传输的,后来发展成为基于双绞线或光纤传输的。接下来,以太网经历了多个版本的发展,如Fast Ethernet(100 Mbps)、Gigabit Ethernet(1 Gbps)和10 Gigabit Ethernet(10 Gbps)等,速率逐渐提高,功能也越来越强大。目前,以太网的最新标准是400 Gigabit Ethernet(400 Gbps),已经开始商用。