以太網(wǎng)是一種局域網(wǎng)技術(shù)，用于在局域網(wǎng)中獲得計(jì)算機(jī)間的數(shù)據(jù)通訊。它是目前應(yīng)用最廣泛的有線局域網(wǎng)技術(shù)之一，提供可靠、高速的數(shù)據(jù)傳輸方式，廣泛用于企業(yè)、高校、家中等場所的數(shù)據(jù)連接。

1.以太網(wǎng)的基本概念

定義：以太網(wǎng)是一種基于CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection，局域網(wǎng)技術(shù)帶有沖突檢測載波監(jiān)管多路訪問)，選用特定物理層和數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議進(jìn)行通信。

物理介質(zhì)：以太網(wǎng)能通過雙絞線、光纖等各種不同的物理介質(zhì)聯(lián)接，其中最常見的是雙絞線聯(lián)接。

數(shù)據(jù)幀格式：以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀格式通常包括前導(dǎo)碼、目的地址、源地址、種類/長短字段、數(shù)據(jù)字段和幀校正序列，包含數(shù)據(jù)庫和終點(diǎn)信息。

2.以太網(wǎng)通信協(xié)議

IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)：根據(jù)IEEEEE的以太網(wǎng)通信協(xié)議 802.3系列標(biāo)準(zhǔn)包含物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的規(guī)范，定義了以太網(wǎng)工作原理和數(shù)據(jù)傳輸方式。

協(xié)議種類:依據(jù)數(shù)據(jù)幀里的種類/長短字段，以太網(wǎng)能夠支持不同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，常見的有IPv4、IPv6、ARP(地址剖析協(xié)議)、ICMP(Internet控制信息協(xié)議)等。

速率:以太網(wǎng)速度一般以Mbps(兆位每秒)為依據(jù)，包括傳統(tǒng)的10Mbps、100Mbps與更高速的千兆以太網(wǎng)（Gigabit Ethernet）和萬兆以太網(wǎng)(10) Gigabit Ethernet）等。

協(xié)議棧:在TCP/IP協(xié)議棧中，以太網(wǎng)一般處在物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)幀從一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳送到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)，為IP協(xié)議提供可靠的傳送數(shù)據(jù)服務(wù)。

3.常見的以太網(wǎng)通信協(xié)議

Ethernet II(以太網(wǎng)II)：它是最常見的以太網(wǎng)幀格式之一，又被稱為DIX幀格式。運(yùn)用16個(gè)字段來標(biāo)識高層協(xié)議，如IPv4、IPv6等。常見于以太網(wǎng)局域網(wǎng)，適用廣播和多播。

IEEE 802.3：是以太網(wǎng)規(guī)范化協(xié)議，定義了物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的規(guī)范。它包括了以太網(wǎng)物理規(guī)范，如10BASE-T、100BASE-TX、1000BASE-T等。拓展數(shù)據(jù)鏈路層，包含幀格式、地址剖析協(xié)議等內(nèi)容。

IEEE 802.1Q（VLAN）：它是一種虛似局域網(wǎng)（VLAN）該標(biāo)準(zhǔn)用于將獨(dú)立的物理局域網(wǎng)劃分成多個(gè)邏輯局域網(wǎng)。在以太網(wǎng)幀中加入VLAN標(biāo)志符，進(jìn)行數(shù)據(jù)的虛擬隔離和管理。

IEEE 802.3af（PoE）：它是一種供電以太網(wǎng)（PoE）該標(biāo)準(zhǔn)用以依據(jù)以太網(wǎng)電纜向網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供電力。不需要額外電源線的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（如IP攝像頭、VOIP電話等）完全可以在以太網(wǎng)交換機(jī)上獲得電力。

IEEE 802.3ad（Link Aggregation）：它是一種鏈路聚合協(xié)議，將多個(gè)物理連接捆縛成邏輯連接，以提升帶寬和冗余性。根據(jù)同時(shí)使用多個(gè)以太網(wǎng)端口，能提高網(wǎng)絡(luò)帶寬，完成負(fù)載平衡和故障轉(zhuǎn)移。

Ethernet Powerlink：它是一種及時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)通訊開放標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。適用于對實(shí)用性能和穩(wěn)定性要求高的工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)。

EtherCAT：它是一種用于工業(yè)控制自動(dòng)化以太網(wǎng)通信協(xié)議，具備低延遲、高應(yīng)用性和強(qiáng)大的同歩水準(zhǔn)。適用機(jī)器人控制、運(yùn)動(dòng)控制等高性能實(shí)時(shí)控制的工業(yè)主要用途。