介绍Profinet前要先了解以太网
2020-6-18新闻
你听说过IEEE802.3吗?它有悠久的历史,与我们今天所介绍的以太网有关。
以太网是一种通信标准,这是在80年代早期开发的。连接本地环境定义为LAN(局域网),它连接多个设备,以便他们可以被创建,并相互连接。
以太网是一种有线系统,从使用同轴电缆开始,到使用双绞线铜线和光纤。
先让我们搞清楚一些基本问题。谁发明了双绞线?
AlexanderGrahamBell
AlexanderGrahamBell于1881年发明了双绞线。1983年,以太网被标准化被定义为IEEE802.3,由电气和电子工程师协会(IEEE)提供。该标准定义了物理层以及有线以太网的数据链路层的MAC(介质访问控制)部分。
这两层在OSI(开放系统互连)模型中属于“物理”层,并由以下组件组成:布线和设备。
OSI模型
首先,我们来看看连线;
如前所述,以太网电缆是同轴电缆,现在已经很少见到。现在更常见的是双绞线和光纤。
最常使用的电缆是双绞线电缆,最新的6类,速度高达1Gbps,而Cat6a和Cat7,速度高达10Gbps。
5类和5e类电缆仍然在许多现有应用中使用,但其速度为10Mbps到100Mbps,比较容易收到干扰。
以太网双绞线采用RJ-45的八针连接器,用半双工或全双工模式接收数据。
半双工一次在一个方向上传输数据,而“全双工”允许传输数据在两个方向同时。
通过使用两对电线可以实现以太网中的全双工传输,允许数据同时向两个方向传播。
光纤一般使用玻璃或塑料两种材质。它允许以太网以更高的速度行进更远的距离。
光纤使用几种不同类型的连接器,根据您的应用需求而有所不同。
一些类型是SFP(小型可插拔或小型可插拔)和SC(连接器,也称为方形连接器或标准连接器)。
光纤又很好的抗干扰能力,如果距离过远,或者干扰严重,强烈建议使用光纤布线。
以太网设备又是什么呢?
以太网设备一般由计算机,打印机或任何具有内部NIC的设备(网络接口卡)或者是基于USB或PCI的外部设备组成。
充当网络主管的“交换机”和“路由器”连接多台计算机或者设备。
“网关”或“网桥”用于将多个以太网网络连接在一起并允许他们之间的沟通。而他们之间的区别是
网关将两个不同的网络连接在一起。
而网桥将两个相似的网络连接在一起。
数据链路层可以分为两部分;逻辑链路控制(LLC)和介质访问控制(MAC)。
LLC建立数据路径在以太网上进行设备之间的传输。
MAC使用硬件地址分配给网络接口卡(NIC)的识别特定的计算机或设备显示数据传输的来源和目的地。MAC是唯一的地址。
以太网在该数据链路层中传输数据包通过使用称为CSMA/CD的算法(具有冲突检测的载波侦听多路访问)。
CSMA/CD用作以太网的标准减少数据冲突并可以增强数据传输成功率。
该算法首先检查网络上是否有流量。如果找不到,它会发出第一部分信息,看看是否会发生碰撞。如果第一位成功,然后它会发送其他位,同时仍然测试冲突。如果发生冲突,算法将计算等待时间然后重新开始这个过程直到完整传输完成。
使用星形拓扑可以让设备之间的通信更稳定。因为让会让设备与设备之间的通信跟直接,并且可以避免因为掉站导致后续设备无法连接(例如总线式)。
现在随着每天出现的新技术,以太网功能正在迅速变化。
而我们目前正处于进入更高速度的过程,即将出现的10Gbps和当前1Gbps,这些新的以太网技术成本很高。
总而言之,以太网很受欢迎因为它在速度,成本和安装方面取得了很好的平衡。这些好处与计算机市场的广泛接受相结合,并且能够支持几乎所有流行的网络协议。