【网络基础】以太网电缆：UTP和STP，直连线和交叉线，网线类别
作用
讨论以太网电缆，以太网电缆用于局域网，我们所指的是双绞线电缆。
（局域网早期使用同轴电缆）
这就是以太网电缆，当你连接你的计算机到路由器或调制解调器时就会用到。
这样你才可以上网
电缆的一端插入到你的计算机的网卡接口，另一端插入到你的路由器、交换机或调制解调器的网络接口，这取决于你使用何种网络互联设备。
原理
双绞线是由多组绝缘铜导线相互缠绕而成的线缆，双绞线内部介质也是铜线，内部传输为电信号，根据电磁原理，变化的电流会产生磁场，缠绕目的是：两两抵消磁场，降低信号干扰。
结构&组装
如果你是那种会为你的网络定制电缆的人，通常你会买一卷双绞线电缆，并且你需要正确的连接他们，也就是给双绞线的两端各安装上一个RJ45连接器，
因此，要做到这一点，你必须移除电缆两端的保护套，以暴露出双绞线，
将双绞线插入RJ45连接器，然后使用压线钳将 RJ45 连接器与双绞线压合紧固。
当然，在这之前，电缆中的双绞线必须按一定的顺序排列，这个顺序会因电缆的用途而不同
例如，在局域网中最常用的双绞线电缆是直连电缆（straight/patch cable）和交叉电缆（crossover cable）。
两种接线顺序
两种双绞线电缆的接线顺序，有两种不同的接线标准
- 568A
- 568B
主要留意颜色顺序
所以A和B标准的唯一区别是绿色的线和橙色的线的位置交换了。
使用那种标准并不重要，这两种标准的作用是一样的。
在美国，大多数人使用B标准。
直连电缆（straight/patch cable）
如果电缆的两端使用相同的标准接线，就是所谓的直连电缆，直连电缆允许信号从一端通到另一端，这是局域网中最常用的一种电缆。
直连电缆被用来连接计算机到集线器、交换机、路由器或调制解调器
换句话说，直连电缆被用来通过LAN口互连不同的设备
如果是直连电缆，无论两头用的是标准A或者标准B，这里的两条直连电缆的作用是一样的
唯一区别是名字上，即一个是标准A的电缆，另一个是使用标准B的电缆。
交叉电缆（crossover cable）
交换电缆也用在局域网中，但它不想直连电缆那么常见。
当电缆的两端使用两种不同的接线标准时，就产生了交叉电缆。
交叉电缆用于将两个相似的设备连接在一起。
例如，交叉电缆被用来直接连接两台计算机，而不需要使用集线器或交换机。
交叉电缆也被用于集线器间的直连或交换机间的直连。
也就是说，交叉电缆用于同种设备间的互连。
类别
除了讨论两种不同类型的双绞线电缆，我们还需要谈谈双绞线电缆的类别。
这些类别被称为：
- 一类：用于传输语音（八十年代初的电话线缆），不同于数据传输，被淘汰。
- 二类：传输频率为1MHZ，用于语音和4Mbps数据传输，常见于旧的令牌网。
- 三类(cat3)：用于语音传输及最高10Mbps数据传输主要用于10BASE--T。
- 四类(cat4)：传输频率为20MHz，用于语音传输和最高16Mbps数据传输
主要用于基于令牌的局域网和10BASE-T/100BASE-T。 - 五类（cat5）：传输频率为100MHz，用于语音和最高100Mbps数据传输，
主要用于100BASE-T和10BASE-T网络。 - 超五（cat5e）：超5类具有衰减小，串扰少，时延小，性能提高。
超5类线短距离最大能到1000Mbps，一般说100Mbps。 - 六类（cat6）：传输频率为1MHz～250MHz，传输速率1000Mbps的应用。
- 超六（cat6a）：传输频率600MHz，传输速度也可达到1000Mbps，
只是在串扰、衰减和信噪比等方面有较大改善。 - 七类（cat7）：适应万兆位以太网技术的应用,一种屏蔽双绞线
传输频率可达600 MHz，传输速率可达10 Gbps。
注：频率来自于网上数据，仅供参考。
他们之间的区别是：在没有串扰和干扰的情况下，能够承载的最大数据传输速率。
这些类别代号代表了双绞线的绞合密度
正如你所看到的分类说明，不同的双绞线电联最大传输速率也不同。
目前，大多数家庭网络使用超五类cat5e双绞线电缆，因为大多数网络是千兆网，而cat3和cat5已经过时。
而实际项目超五类和六类线较多，六类和超六类网线成本高，线缆较粗，布线难度大大增加，故没有特殊要求，不少单位还在用超五类线，基本够用。七类才支持10G，仅在数据中心使用，大部分10G均使用光纤传输，故实际项目七类线用得很少。
最后要说明的是，最新的版本是cat8（2020年5月4日）
cat8是使用铜材质双绞线电缆的终极版本， 它是屏蔽双绞线电缆，可以在30米传输距离内达到40G比特/秒的数据传输速率。
这是cat6a或cat7最大数据传输速率的4倍
一分二
最早双绞线只有2芯，用于电话数据传输，现在已经淘汰，目前主流的双绞线都是4对8芯，但需要注意：
双绞线传输速率100M—用到4根，2对（1、2、3、6）
双绞线传输速率1000M—使用8根（全部使用）
记得有这样一道考试题。原意大概是，服务器和交换机使用千兆网线互联，但协商只有百兆，问你是否可能是网线有问题，很多人觉得网线有问题肯定不通，却没想到部分网线有问题，达不到8芯全通，也可能是百兆线路。
UTP和STP
目前（2020年5月4日）以太网双绞线有两种不同的类型
- 一种是无屏蔽双绞线UTP（unshielded twisted-pair）
是目前最常用的电缆类型。
无屏蔽双绞线由相互绞合的四对彩色编码导线组成，绞合的作用是防止电磁干扰和串扰
这种类型的网络电缆是大多数人在家里或公司使用的。
- 第二种是屏蔽双绞线STP（Shielded Twisted Pair）
屏蔽双绞线与无屏蔽双绞线非常相似，它只是比无屏蔽双绞线多了一个金属泊屏障罩
这种屏蔽增加了额外的一层保护，防止电磁干扰进入电缆或从电缆中泄漏（数据泄密）。
这种电缆主要用于工业用途，而不是家用或商用。
最后两个小故事
给大家分享两个小故事：
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某航天科工企业，发送火箭，如果内部传送数据由于干扰，有0.01度的偏差，导弹从中国打到美国，可能就偏离了目标几百公里。故此类高可靠场景，肯定要用屏蔽双绞线，防止外部环境对内部数据产生干扰。
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分享一个安全厂商朋友介绍的案例：我国新一代歼击机G20，所有图纸、性能材料都被美国窃取了，窃取的方式也很简单，开车绕成都飞机工业集团（后面简称成飞）绕了两圈。核心原理是：G20数据在内网通过网线传输，传输的是电信号，由于电磁感应，会产生磁场，美国人正是分析磁场，逆向得出网络里传输的数据，听起来不可思议吧！如果有兴趣，去百度一下“震网事件”，看美国人怎么一步步干掉伊朗核设备，那更不可思议。
说了这么多，如果成飞采用了屏蔽双绞线，那么美国佬想窃取数据，就没那么容易了。所以很多涉密场景，会使用屏蔽双绞线、屏蔽机柜、屏蔽机房、红黑电源。没出问题，看来这些操作很麻烦，多此一举，但很多行业出了问题，那就是大问题，掉帽子，掉脑袋的问题！
我们日常使用的双绞线都是4对，还有一类双绞线，可以有50对或者100对，如图所示，这类双绞线主要用于电话布线，了解即可，100对大对数双绞线一般较少使用，毕竟太大，布线施工较困难。
参考：
