緯育 2026-0312

本講次系統性介紹以太網路（Ethernet）的架構、特性、優缺點、經典與現行標準演進、資料單位（訊框/幀）與位址（MAC、IP）觀念、速率發展與實務設備選購重點，並說明碰撞問題與基本除錯方向。透過歷史脈絡（從Xerox PARC、DIX標準到IEEE 802.3開放標準）理解為何以太網路成為近40年最成功的區域網路技術，以及其與其他競爭技術（如Token Ring、Apple LocalTalk/AppleTalk）消長。課程亦延伸實務選購與部署：速率等級（10M/100M/1G/2.5G/10G/25G/40G/100G/400G）、雙絞線與光纖介面、類比規範（如802.3各子標準）、相容性與瓶頸（如硬碟吞吐、交換器支援）。

乙太網路介紹

乙太網路基礎與實務觀念

• 以太網路的地位與普及
  • 被稱為近40年最成功的網路技術，競爭者（如Token Ring）幾乎退出主流。
  • 屬於公開、最廣泛採用的區域網路基礎；企業、學校、家庭皆可見。
  • 幾乎所有電腦與網通設備支援（例：家用IP分享器、各品牌交換器/路由器、IPCCTV、工控自動化設備、伺服器、電腦、印表機、掃描器、遊戲主機、多媒體播放機、帶RJ45網口的電視等）。
• 傳輸可靠性與速度
  • 相較其他技術具備較高的可靠性，但協定層面（像IP與以太網路）本質上不保證可靠，只是盡力而為。
  • 速度演進：最初2.94 Mb/s（bit為單位）、標準版10 Mb/s、提升至100 Mb/s、現今內建多為1 Gb/s；過渡規格2.5 Gb/s存在但普及應用較少；更高為10 Gb/s（需Cat7以上或光纖）、25G/40G/100G，且100G可4線併行達400G（多在機房）。
  • 家用環境瓶頸常在儲存設備（例如PCIe 5 SSD讀取約10 GB/s ≈ 80 Gb/s，遠低於400G鏈路），故超高速多用於機房。
• 架構簡單與擴充
  • 硬體架構簡單、擴充容易，插線即可；現今主機板多內建網卡（過去需另行插卡）。
  • 網路通訊設定：常見由DHCP伺服器自動發放IP或手動設定。
• 成本與市場
  • 開放標準降低門檻，設備價格普遍較低。
  • 實務選購建議：理解規格後避免只以低價（如300元）為唯一考量，必要時選購規格更佳（如1,500元級）產品。
• 有線/無線混合環境與品牌插曲
  • 蘋果早期移除有線網口與光碟機，顯示不同產品策略；市面消費決策與媒體輿論常隨行情擺動（講師以股市/賣場陳列比喻）。

協定分層與資料單位

• OSI層次與名詞
  • Layer 2稱為「訊框（frame）」，Layer 3稱為「封包/風暴」（講師口語提到「風暴」對應封包概念）。
  • 口語實務常以「你的IP多少？你的MAC多少？」簡略稱呼；正式課程中區分：MAC=Media Access Control（媒體存取控制），IP屬於Internet Protocol家族，分別有對應的Address。
• 位元/位元組單位換算
  • 網路頻寬常以bit為單位（Mb/s, Gb/s），電腦儲存以byte為主；1 byte = 8 bit。對頻寬與容量單位需辨識清楚（例如ISP宣稱的「100M」多指100 Mb/s）。

乙太網路標準與歷史演進

• 發端與專利
  • 1973年Xerox PARC員工受AlohaNet啟發，為解決企業影印機傳輸資料不便（須攜帶打孔紙帶、磁帶）而構思LAN。
  • 1975年申請「Xerox Ethernet」專利，為區域網路的封包交換技術，架構簡單、效率不錯，達2.94 Mb/s；內部實驗最遠約1公里，連接上百台主機與印表機。
• DIX標準
  • 1979年創辦3Com，並說服Digital（DEC）、Intel、Xerox三方合作。
  • 1980年發布Ethernet（去掉Xerox字樣）DIX 1.0標準，速率10 Mb/s；定位於OSI實體層與資料連結層。
  • 定義MAC地址為48 bit（6 byte），用於來源與目的標識；定義EtherType指出上層承載資料類型。
  • 1982年更新為Ethernet II（DIX 2.0），將傳輸格式正式命名為「訊框」。
• IEEE 802.3公開標準
  • 1983年IEEE將其納入公開標準，編號802.3；自此各子標準以802.3加英文字母/代碼表示，規範速率、介質與線纜要求等。
  • Xerox放棄商標與私有權，有說法指因合作推廣需求或財務專注主業，使生態開放，促使大量廠商加入（含早期AMD等晶片供應）。
  • 其他陣營：IBM的Token Ring、微軟自有方案、蘋果的LocalTalk/AppleTalk等，最終均未成主流。
• 產業旁述
  • 講師引申PC產業史（IBM PC決策、Intel/AMD授權、微軟產品購併來源等），說明開放/授權對生態的影響，對照以太網路標準開放帶來的普及。

速率與802.3子標準對應（實務選購要點）

• 典型速率與標準對照觀念
  • 使用者選購時應倒推需求：先決定目標速率與介質，再對應802.3子標準。
  • 例如欲選10G，應確認交換器/網卡標示之802.3子標準（並依其規範選用線材，如銅纜需Cat7以上或改用光纖）。
• 多速相容
  • 高階設備常向下相容多個速率與標準，因此規格頁可能列出長串802.3代碼；關鍵仍是確認自己所需之主目標。
• 2.5G/5G過渡規格
  • 2.5G與5G對應常見於802.3ad/av家族標示；市場上多數設備強調1G或直接10G，2.5G普及應用較少。
  • 若產品僅標「支援2.5G」而未明示5G，通常不支援5G；選購時需仔細辨識代碼與明細。
• 高速光纖應用
  • 10G之上（25G/40G/100G/400G）多為光纖環境，設備會清楚標注規格、模組型號與多股並行（如100G x4 = 400G）方式；此類多見於機房與資料中心。