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介紹Profinet前要先了(le)解以太網

2020-6-18新聞

你聽(tīng)說過IEEE802.3嗎?它有悠久的(de)曆史,與我們今天所介紹的(de)以太網有關。

以太網是一種通(tōng)信标準,這(zhè)是在80年代早期開發的(de)。連接本地環境定義爲LAN(局域網),它連接多(duō)個(gè)設備,以便他(tā)們可(kě)以被創建,并相互連接。





以太網是一種有線系統,從使用(yòng)同軸電纜開始,到使用(yòng)雙絞線銅線和(hé)光(guāng)纖。

先讓我們搞清楚一些基本問題。誰發明(míng)了(le)雙絞線?



AlexanderGrahamBell


AlexanderGrahamBell于1881年發明(míng)了(le)雙絞線。1983年,以太網被标準化(huà)被定義爲IEEE802.3,由電氣和(hé)電子工程師協會(IEEE)提供。該标準定義了(le)物(wù)理(lǐ)層以及有線以太網的(de)數據鏈路層的(de)MAC(介質訪問控制)部分(fēn)。

這(zhè)兩層在OSI(開放系統互連)模型中屬于“物(wù)理(lǐ)”層,并由以下(xià)組件組成:布線和(hé)設備。



OSI模型


首先,我們來(lái)看看連線;

如前所述,以太網電纜是同軸電纜,現在已經很少見到。現在更常見的(de)是雙絞線和(hé)光(guāng)纖。

最常使用(yòng)的(de)電纜是雙絞線電纜,最新的(de)6類,速度高(gāo)達1Gbps,而Cat6a和(hé)Cat7,速度高(gāo)達10Gbps。





5類和(hé)5e類電纜仍然在許多(duō)現有應用(yòng)中使用(yòng),但其速度爲10Mbps到100Mbps,比較容易收到幹擾。

以太網雙絞線采用(yòng)RJ-45的(de)八針連接器,用(yòng)半雙工或全雙工模式接收數據。

半雙工一次在一個(gè)方向上傳輸數據,而“全雙工”允許傳輸數據在兩個(gè)方向同時(shí)。

通(tōng)過使用(yòng)兩對(duì)電線可(kě)以實現以太網中的(de)全雙工傳輸,允許數據同時(shí)向兩個(gè)方向傳播。





光(guāng)纖一般使用(yòng)玻璃或塑料兩種材質。它允許以太網以更高(gāo)的(de)速度行進更遠(yuǎn)的(de)距離。

光(guāng)纖使用(yòng)幾種不同類型的(de)連接器,根據您的(de)應用(yòng)需求而有所不同。





一些類型是SFP(小型可(kě)插拔或小型可(kě)插拔)和(hé)SC(連接器,也(yě)稱爲方形連接器或标準連接器)。

光(guāng)纖又很好的(de)抗幹擾能力,如果距離過遠(yuǎn),或者幹擾嚴重,強烈建議(yì)使用(yòng)光(guāng)纖布線。

以太網設備又是什(shén)麽呢(ne)?

以太網設備一般由計算(suàn)機,打印機或任何具有内部NIC的(de)設備(網絡接口卡)或者是基于USB或PCI的(de)外部設備組成。

充當網絡主管的(de)“交換機”和(hé)“路由器”連接多(duō)台計算(suàn)機或者設備。





“網關”或“網橋”用(yòng)于将多(duō)個(gè)以太網網絡連接在一起并允許他(tā)們之間的(de)溝通(tōng)。而他(tā)們之間的(de)區(qū)别是

  • 網關将兩個(gè)不同的(de)網絡連接在一起。

  • 而網橋将兩個(gè)相似的(de)網絡連接在一起。

數據鏈路層可(kě)以分(fēn)爲兩部分(fēn);邏輯鏈路控制(LLC)和(hé)介質訪問控制(MAC)。

LLC建立數據路徑在以太網上進行設備之間的(de)傳輸。

MAC使用(yòng)硬件地址分(fēn)配給網絡接口卡(NIC)的(de)識别特定的(de)計算(suàn)機或設備顯示數據傳輸的(de)來(lái)源和(hé)目的(de)地。MAC是唯一的(de)地址。

以太網在該數據鏈路層中傳輸數據包通(tōng)過使用(yòng)稱爲CSMA/CD的(de)算(suàn)法(具有沖突檢測的(de)載波偵聽(tīng)多(duō)路訪問)。





CSMA/CD用(yòng)作以太網的(de)标準減少數據沖突并可(kě)以增強數據傳輸成功率。

該算(suàn)法首先檢查網絡上是否有流量。如果找不到,它會發出第一部分(fēn)信息,看看是否會發生碰撞。如果第一位成功,然後它會發送其他(tā)位,同時(shí)仍然測試沖突。如果發生沖突,算(suàn)法将計算(suàn)等待時(shí)間然後重新開始這(zhè)個(gè)過程直到完整傳輸完成。




使用(yòng)星形拓撲可(kě)以讓設備之間的(de)通(tōng)信更穩定。因爲讓會讓設備與設備之間的(de)通(tōng)信跟直接,并且可(kě)以避免因爲掉站導緻後續設備無法連接(例如總線式)。

現在随著(zhe)每天出現的(de)新技術,以太網功能正在迅速變化(huà)。

而我們目前正處于進入更高(gāo)速度的(de)過程,即将出現的(de)10Gbps和(hé)當前1Gbps,這(zhè)些新的(de)以太網技術成本很高(gāo)。

總而言之,以太網很受歡迎因爲它在速度,成本和(hé)安裝方面取得(de)了(le)很好的(de)平衡。這(zhè)些好處與計算(suàn)機市場(chǎng)的(de)廣泛接受相結合,并且能夠支持幾乎所有流行的(de)網絡協議(yì)。