Резюме по сетям Ethernet:

Кадр: Пакет данных, которыми обмениваются компьютеры в сети.

Разделяемая среда: В сети Ethernet сетевые адаптеры не передают данные адресно. Они передают данные в разделяемую среду, например, коаксиальный кабель. Соответственно каждый сетевой адаптер получает не только те данные, которые передавались ему, но и все данные которые передавались сетевым адаптерам подключенным к той же разделяемой среде.

Коллизия: Когда несколько сетевых адаптеров пытаются одновременно передать данные, данные искажаются. Такое явление называют коллизией. Передачи не обязательно должны быть одновременными, достаточно чтобы они пересекались по времени. Для того чтобы избежать коллизий сетевой адаптер сперва проверяет, передаются ли уже данные другим сетевым адаптером, и только потом начинает передачу сам. Вероятен случай, когда другой адаптер уже начал передачу, но эти данные ещё не дошли до проверяющего адаптера. Чтобы данные не потерялись, время обнаружения коллизии должно быть меньше времени передачи кадра, это ограничивает предельный размер сети.

Сегментэто физическое подразделение сети Ethernet — объединение портов сетевых устройств подключённых к одной и той же разделяемой среде. Если у устройства несколько портов они могут быть подключены в разные сегменты. Если в сегменте много передающих портов, то они будут часто мешать друг другу — будет много коллизий.

MAC(MediaAccessControl) адрес служит для идентификации порта устройства. При передаче данных в конечном итоге используются MAC адреса.

Повторитель(репитер) связывает два сегмента сети. Их порты не имеют MAC адресов и они прозрачны для сетевых адаптеров. Повторители увеличивают дальность передачи сигнала за счёт его усиления, но увеличивают задержку сигнала, повышая вероятность коллизии. Повторитель принимает все кадры с одного порта и тут же передаёт на другой.

Мост(Bridge) связывает два сегмента сети. Их порты не имеют MAC адресов и они прозрачны для сетевых адаптеров. В отличие от повторителя, передаёт кадры с одного порта на другой не сразу, а с буфферизацией, ожидая когда разделяемая среда к которой подключён порт освободится. Мосты служат для уменьшения количества коллизий, не уменьшая общего траффика в сети.

Концентратор(хаб) представляет собой повторитель с несколькими портами. Концентратор не уменьшает ни траффик, ни количество коллизий, он только создаёт общую среду для многих подключений (преобразует физическую "звезду" в логическую "шину").

Коммутатор(свитч). В отличие от концентратора построен не на повторителях, а на мостах. Коммутаторы, позволили каждой станции использовать среду передачи без конкуренции с другими за счет буферизации входящих данных и передаче их станции-получателю только тогда, когда его порт открыт. Коммутация фактически преобразуетEthernetиз широковещательной системы с конкурентной борьбой за полосу пропускания в систему адресной передачи данных. При этом пары портов отправитель-адресат динамически образуют независимые виртуальные каналы. Это увеличивает пропускную способность сети по сравнению с применением концентраторов. Довольно популярными являются решения, когда серверы подключаются к более скоростным портам коммутатора, станции - к менее скоростным. В этом случае в идеале каждая станция имеет доступ к серверу с максимальной скоростью, поддерживаемой адаптером.

Передача пакетов от порта-источника в порт-получатель в коммутаторе происходит либо "на лету" (cut-though), либо с полной буферизацией пакетов (store-and-forward). При использовании передачи "на лету" передача порту-получателю начинается еще до окончания приема пакета с порта-источника, используя адрес получателя из заголовка пакета. Такой способ сокращает задержки передачи при небольшой загрузке сети, однако ему присущи и недостатки - в этом случае невозможна предварительная обработка пакетов, позволяющая отбрасывать плохие пакеты без передачи их получателю. При увеличении загрузки сети задержка при передаче "на лету" практически равняется задержке при передаче с буферизацией, это объясняется тем, что в этом случае выходной порт часто бывает занят приемом другого пакета, поэтому вновь поступивший пакет для данного порта все равно приходится буферизовать. Во многих коммутаторах применяется адаптивная технология: режимы буферизации и передачи "на лету" применяются в зависимости от величины нагрузки сети.

Коммутатор уменьшает количество коллизий, не уменьшая общего трафика в сети.

Маршрутизатор(роутер) разделяют большую сеть на сегменты, но используя не MAC адреса, а более высокоуровневую адресацию, например IP. Это упрощает настройку сети, позволяя разбить её на логические сегменты не связанные с физическими. Порты маршрутизаторов имеют MAC адреса. Маршрутизаторы уменьшаю как количество коллизий так и траффик в сети.

Маршрутизаторы могут представлять собой сложные устройства со своей операционной системой и могут использовать очень разнообразные алгоритмы передачи пакетов и взаимодействия с другими маршрутизаторами.