为什么拆分以太网线不起作用?


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我认为以太网在逻辑上是一条单线通信总线(为了论证,我不包括集线器)。连接在总线上的所有机器都听到相同的信号,机器本身试图通过随机后退来避免碰撞。

http://computer.howstuffworks.com/ethernet6.htm

如果是这样,为什么将一条以太网线从我的家用路由器分成两部分并连接两台计算机不起作用?为什么我必须添加一个开关?

互联网所说的是行不通的。

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                                               +---------->|computer 1|
                                               |           +----------+
    +------------------+       +---------------+
    |4 port home router+------>|simple splitter|
    +------------------+       +---------------+
                                               |           +----------+
                                               +---------->|computer 2|
                                                           +----------+

互联网说我应该做什么

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                                               +---------->|computer 1|
                                               |           +----------+
    +------------------+       +---------------+
    |4 port home router+------>|    switch     |
    +------------------+       +---------------+
                                               |           +----------+
                                               +---------->|computer 2|
                                                           +----------+

这是因为信号衰减(电流减小)?


谢谢你的所有答案!我之所以不只是使用家用路由器的两个端口,是因为......

4端口千兆路由器在我的房间里,我把电脑放在另一个房间(虽然也是我的房间)。由于有线网络更加可靠和安全,我购买了一条长的以太网电缆并将计算机连接到路由器。现在我正考虑在那个房间增加另一台电脑。我可以买另一根长的以太网线,但是房间之间会有两根电缆。这一行已经是一个小麻烦了,所以我想如果我可以分享那个房间里两台电脑之间的一条线。一个开关可以工作,但它需要电源,而且有点贵。这就是为什么我想知道为什么简单地拆分物理以太网电缆不起作用的原因。

显然我并不完全了解以太网和交换机的工作原理。我只是在大学课上听到了一些知识。


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如果您了解以太网是单线通信,并且您了解Switch如何工作,我不明白您的问题。如果拆分以太网电缆,它将不再导致单线通信,因为两个设备将位于完全相同的线路上。你了解一个开关是怎么回事?
Ramhound 2014年

您可以使用4端口路由器和两根电缆。你不需要交换机,因为你所谓的路由器实际上是路由器+ 4ports_switch +(在某些情况下)调制解调器。换句话说,如果您的路由器有多个出口端口,它也有一些交换机功能。
Bruno9779 2014年

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实际上,它确实有效,有时候。只是不是非常可靠,并且变送器在其参数之外运行。另外,您无法与您的“双胞胎”进行通信,只有另一端,因为传输的数据不会反映回您的(共享)电缆。
Daniel R Hicks

如果你不想要另一个集线器,我不明白你为什么不放下两根电缆:[4端口家用路由器] ==================== ======= [两根以太网线] ====== [两台电脑]
RoboKaren 2014年

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以太网已经重新发明了几次。只有第一个版本基于所有计算机连接的单个总线。
user20574 2014年

Answers:


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在10BASE-T和100BASE-TX中,一对导线用于发送,一个用于接收。也就是说,一对是以太网主机发送的对,集线器或交换机接收,另一对是集线器/交换机发送的对,以太网主机接收。

如果您使用简单的无源分路器拆分电缆,那么您将连接这两个以太网主机发送器到发送器和接收器到接收器。这就像拿着手机倒置并试图对着扬声器说话并听麦克风 - 它只是不起作用。因此,即使两者都处于半双工模式(就像它们被连接到集线器而不是交换机一样),以太网主机都不会能够感​​知到另一个正在传输,因为没有一个接收器连接到另一个一个人的发射器。所以他们会有无法察觉的碰撞。更不用说它们都连接到集线器的同一端口,可能会混淆集线器的自动协商能力,因为集线器不希望与同一端口上的两个独立主机进行自动协商。

在许多方面,在将它们连接到开关的情况下情况更糟,因为它们最终都认为它们可以进行全双工,这意味着更多的不可检测的碰撞,这应该是无碰撞的链接(正确连接的全双工链路不可能有冲突)。

使用1000BASE-T(通过Cat5的千兆以太网或更好的UTP铜缆),情况更糟,因为所有4对线都用于发送和接收(同时,全双工),并且收发器足够复杂到足以启用它。但是,如果你突然在线路上有第三方同时发送和接收所有信息,那么它完全打破了同步双向信令方案的工作方式。当三个设备同时发送时,即使您减去自己的传输,也无法区分您正在接收的信号中的其他两个设备的传输。

一些早期版本的以太网,例如10BASE-2又名“thinnet”又名“cheapernet”,具有总线拓扑结构,其中LAN上的所有主机实际上共享相同的线路(相同的同轴电缆)。因为Tx和Rx使用相同的线路,并且总线上可能有任意数量的主机,所以它必须是半双工的。但10BASE-2收发器期待它就是这样。由于所有发射器和接收器都连接到同一根线,每个人都可以互相听到(不像你的拆分10/100 / 1000BASE-T例子)。


有人会贬低这种关心来解释原因吗?
Spiff 2014年

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感谢您的全面解释。我在大学里学到的以太网概念似乎是你提到的“更便宜的网络”。
该死的蔬菜2014年

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也值得一提的是,虽然不是真正的以太网,802.11还必须应对冲突以及“总线”(无线电频道)上的任意数量的主机 - 甚至比10base-2和朋友更多,因为可能存在几个独立的网络甚至在彼此的范围内使用相同的信道。
2014年

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我很感激为什么以太网分离器甚至在市场上的解释。他们是欺诈性的吗?一种解释是分离器确实允许两个设备连接,但不能同时连接两个设备。以太网分离器和开关之间差异的接受答案,对分路器有正面肯定,但没有提到任何要点,而你没有提到他们的任何一个。我想把楼上的两台电脑连接到AT&T U-Verse路由器上的两个端口,而不必运行两根电缆。
迈克尔

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@Michael从这个链接的答案,听起来像以太网分离器只是让你通过8线电缆运行两个4线连接。这是有效的,因为千兆以太网之前只使用4根线。
user20574 2015年

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最初的以太网规范要求对同一电缆进行分接(分割)到每个工作站(因此以太网中的“以太网”)。但我们在这里谈论的是古代历史。从技术上讲,它仍然可以使用RJ-45电缆,因为以太网协议仍然支持碰撞检测机制,但为什么以上帝的名义你想要这样设置它?特别是因为您的路由器首先有4个端口可供使用。


我不认为这真的回答了他的问题。
Spiff 2014年

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@Spiff,正如我读到的那样,这正是op似乎缺失的东西(例如,你可以拆分同轴电缆导致它的单线模拟电缆,但cat-X布线也是如此)。
弗兰克托马斯

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我认为这比实际答案更好。如果OP只有4个主机,为什么他不会只为每个主机使用一个端口?如果示例中的两个只是假设而且它们更多,那么碰撞率必须是PITA。它只是效率不高,也许最好买一个开关。
arielnmz 2014年

@FrankThomas OP要求解释为什么拆分Cat5 / RJ-45电缆不起作用。Wes没有解释为什么不这样做,而是(错误地)声称它在技术上是可行的。
Spiff 2014年

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我并没有错误地宣称它是可能的。这完全可能的。您可以像使用模拟RJ-11电话线一样轻敲RJ-45电缆上的线对。请参阅此链接RJ-45分离器。也许我的语言有点苛刻,但是当你已经有一个4端口交换机可以使用时,我想不出有一个合乎逻辑的理由。
Wes Sayeed 2014年

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我很惊讶我必须不同意Spiff - 从某种意义上说它确实有效。我们正在寻找工厂中过多的数据包错误的原因。除此之外,我们发现一些电工只是简单地将Y拼接成100BASE-T网络电缆。

涉及的两台计算机有时会出现网络错误,但由于这种情况持续了很长时间,而用户使用网络上的程序及其所有数据(写入临时目录的内容除外)都在网络上,我可以最终说它是可能。

交换机是网络的交通信号灯 - 没有它们的数据包严重相互碰撞。但是,通常网络协议会弥补丢失的数据包。


我怀疑两端的网络接口卡都与之有关。在处理布线故障时,其中一些比其他人更宽容/更聪明。回到同轴以太网的时代,我有一个特定的卡,无论如何设法在没有正确安装终结器的情况下工作。
Andon M. Coleman 2014年

@AndonM.Coleman同意。涉及的卡必须能够容忍它。至少在10年前,我认为当时在一些简单的香草卡片上的功能将在所有卡片中使用。
Loren Pechtel 2014年

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如果要拆分电缆使得两个设备的接收输入从第三个设备的发送器获得数据,并且前两个设备的发送器馈送第三个设备的接收器,那么第三个设备发送的数据可能会被前两个接收,并且甚至可能第三个设备可能听到前两个中的一个发送的数据,但在任何一种情况下的可靠性都很差。

想象一下电缆作为Slinky品牌的弹簧玩具,垂直悬挂并漂浮在底部。如果一个人短暂地挤压弹簧的顶部,波浪将沿着弹簧向下移动到底部,然后它将被反射回来。将底端固定到地板上不能解决问题。它将反转反射波的极性,但反射仍将存在。避免弹簧底部反射的唯一方法是有足够的阻力来防止相位反射,但不能引起反相反射。

互联网电缆的运行方式大致相同 - 一个设备发出脉冲并期望另一个设备有足够的“给予”干净地吸收它们。除非采取适当措施防止电缆更换,否则电缆更换的任何特性都会引起反射和其他此类不良影响。如果数据包足够短,并且代码在发送数据包之前等待的时间足够长,那么通过电缆传播的任何反射都已足够地消失,有些数据可能通过电缆发送。然而,由于以太网通信通常不包括这种延迟,因此通信易于不可靠。设备可能会传输例如它想要发送的前十个数据包,导致前两个被接收,其余的被第一个乱码; 一旦接收到第二个数据包,接收器就可以继续确认它,直到它决定不再立即发送数据为止(在噪声消失之前,方便地不进行该确定)。在从第二个数据包收到确认后,发送器将发送第三个到第十二个数据包(再次,只有十个中的两个发送它),接收器将确认第四个,等等。数据可能会通过,但最好慢慢地。


+1用于解释阻抗不匹配的简单类比!
奥利弗查尔斯沃思2014年

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如果您的网络是带有Cat 5电缆的100BASE-TX,则可以拆分电缆,但是您可以使用适配器在现有的长Cat 5电缆中使用所有四对电缆(通常只使用四对电缆中的两对)。

因此,路由器端需要两根非常短的跳线,两根RJ45 / Cat 5 LAN分离器,以及计算机端的一些较长的跳线。在下图中,“Y”表示分离器,箭头表示一根Cat 5电缆。

.----------.                                         __  _ 
| Router   |                            .---------> [__]|=|
|          |       .----.               |           /::/|_|
|          |------>| Y  |             .----.
|          |       |    |------------>| Y  |
|          |------>|    |             '----'
|          |       '----'               |
'----------'                            |           __  _ 
                                        |          [__]|=|
                                        '--------->/::/|_|

上述解决方案不需要额外的电源,但需要在路由器上使用两个端口,但它至少比两条并行运行的独立电缆更整洁。

另请参阅有关100BASE-TX的讨论及其在快速以太网中的接线章节


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拆分以太网电缆连接两个客户端并不像这里的一些答案所暗示的那样不可能。也不是闻所未闻的。

1个问题

您将通过这样的网络连接引入的主要问题是:

  • 客户端无法利用CSMA / CD碰撞检测,从而制作它们
  • 客户不能互相交谈

1.1客户无法互相交谈

两个客户端都可以很好地与路由器通信(当我们忽略冲突时)但是它们不能直接相互通信,因为一个客户端的发送器线路连接到另一个客户端的发送器引脚。正确的接线是发射器到接收器,反之亦然。

我没有深入研究这个特定的问题,但似乎路由器可能会遍历两个客户端之间的通信,所以你真的需要解决碰撞问题。

另一方面,路由器可能丢弃针对端点的流量,该端点物理上位于与源相同的路由器端口上。路由器可能正确地期望集线器下游。

1.2碰撞问题

这实际上只是以前问题的结果。客户端和路由器在传输之前和传输过程中监听自己的接收器引脚。如果他们发现某人的其他传输,他们会推迟或中断自己的传输。这个以及如何解决冲突描述了CSMA / CD

所以路由器可以使用冲突检测,但客户端不能。这将嘟嘟一些或所有客户流量。

有一点需要注意 - CSMA / CD监听接收器引脚,它不能,也无法监听传输引脚。有人可能会争辩说,两个客户都可以通过检测其他客户端传输线上的流量来防止冲突,这似乎是合理的,因为这就是我们拆分电缆的方式。这对我们来说将是圣杯,因为它会让我们按照自己的意愿分割电缆,没有碰撞。但事实并非如此,因为:

  • 你自己的传输会触发误报碰撞检测
  • 即使您当前正在传输,也需要检测碰撞

2解决方案

我们来讨论一些选择。

2.1省力解决方案

只需分开电线,看看会发生什么。它可以工作只要没有或很少碰撞可能是因为:

  • 碰撞并没有那么糟糕(即是的,网络是片状但它的工作原理)
  • 客户不是那么健谈(造成小碰撞)
  • 或者他们只收到(例如Wireshark电线龙头)

碰撞是一个肮脏的词,但实际上我不知道他们在现实世界网络上有多糟糕。

2.2通过其他方式解决碰撞

  • 这两个客户端从不同时供电
  • (我的脑海中浮现出更多的想法,但没有任何实际或有趣的想法)

如果碰撞太糟糕而且您无法使用内置的CSMA / CD,那么你几乎搞砸了。

2.3使用以太网分路器MYWA-04MYWA-08

这不是真正的解决方案,而是解决方法。这些分离器牺牲了1 Gbps的速度,有利于一条线路中的两个100 Mbps独立以太网通道。它附带了其他地方讨论的一些问题,但我将其列为选项。

MYWA-04thumb MYWA-08thumb

2.4通过在线集线器解决冲突

Hub是您解决问题的方法。它的主要功能是将传入流量重新发送到除流量来源之外的所有其他端口(这将触发误报冲突检测)。就是这样,它也总结了我们处理的问题。

您可以使用几个二极管将一个客户端传输克隆到另一个客户端的接收器,反之亦然。这将创建简单的无动力无源集线器。

为此修改MYWA-07会很酷:

MYWA-07thumb

2.5三端口无动力无源集线器

这与之前的想法相似,但适用于3个客户。荣誉对米罗斯拉夫·Adzic的

pehimagethumb

内部结构在构建具有反并联二极管的无源以太网集线器中进行了解释

2.6 PoE集线器或交换机

如果由于某种原因你被限制在墙的另一边(可以这么说),也可以考虑使用PoE集线器或交换机。


3注意事项


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请记住,以太网网络处理信号的传输,这比电力传输的问题要严格几个数量级。

维基百科文章10BASE2概述了“旧”以太网系统的优缺点。事实上,虽然可以在没有集线器的情况下添加其他主机,但它从来没有像“拼接”其他段那么容易。


这里至少有两个误导性的东西。没有涉及“击穿电压”(变化的阻抗门不会导致“尖峰”),延迟与原始比特率无关。
奥利弗查尔斯沃思2014年

我想我会删除大部分,然后......
Nevin Williams
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