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Ethernet
發(fā)布時間：2023/12/20
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以太網(wǎng)(EtherNet) 以太網(wǎng)最早由Xerox（施樂）公司創(chuàng)建，在1980年，DEC、lntel和Xerox三家公司聯(lián)合開發(fā)成為一個標(biāo)準(zhǔn)。以太網(wǎng)是應(yīng)用最為廣泛的局域網(wǎng)，包括標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)(10Mbit/s)、快速以太網(wǎng)(100Mbit/s)和10G(10Gbit/s)以太網(wǎng)，采用的是CSMA/CD訪問控制法，它們都符合IEEE802.3。 IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn) IEEE802.3規(guī)定了包括物理層的連線、電信號和介質(zhì)訪問層協(xié)議的內(nèi)容。以太網(wǎng)是當(dāng)前應(yīng)用最普遍的局域網(wǎng)技術(shù)。它很大程度上取代了其他局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，如令牌環(huán)、FDDI和ARCNET。歷經(jīng)100M以太網(wǎng)在上世紀(jì)末的飛速發(fā)展后，目前千兆以太網(wǎng)甚至10G以太網(wǎng)正在國際組織和領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)的推動下不斷拓展應(yīng)用范圍。 常見的802.3應(yīng)用為: 10M: 10base-T (銅線UTP模式) 100M: 100base-TX (銅線UTP模式) 100base-FX(光纖線) 1000M: 1000base-T(銅線UTP模式)
以太網(wǎng)技術(shù)的最初進(jìn)展來自于施樂帕洛阿爾托研究中心的許多先鋒技術(shù)項(xiàng)目中的一個。人們通常認(rèn)為以太網(wǎng)發(fā)明于1973年，當(dāng)年羅伯特·梅特卡夫(Robert Metcalfe)給他PARC的老板寫了一篇有關(guān)以太網(wǎng)潛力的備忘錄。但是梅特卡夫本人認(rèn)為以太網(wǎng)是之后幾年才出現(xiàn)的。在1976年，梅特卡夫和他的助手David Boggs發(fā)表了一篇名為《以太網(wǎng)：局域計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分布式包交換技術(shù)》的文章。1977年底，梅特卡夫和他的合作者獲得了“具有沖突檢測的多點(diǎn)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)”的專利，多點(diǎn)傳輸系統(tǒng)被稱為CSMA/CD(帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問)。從此標(biāo)志以太網(wǎng)的誕生。
1979年，梅特卡夫?yàn)榱碎_發(fā)個人電腦和局域網(wǎng)離開了施樂，成立了3Com公司。3com對迪吉多, 英特爾, 和以太網(wǎng)插頭[1]
施樂進(jìn)行游說，希望與他們一起將以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。這個通用的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)于1980年9月30日出臺。當(dāng)時業(yè)界有兩個流行的非公有網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)令牌環(huán)網(wǎng)和ARCNET，在以太網(wǎng)大潮的沖擊下他們很快萎縮并被取代。而在此過程中，3Com也成了一個國際化的大公司。 梅特卡夫曾經(jīng)開玩笑說，Jerry Saltzer為3Com的成功作出了貢獻(xiàn)。Saltzer在一篇與他人合著的很有影響力的論文中指出，在理論上令牌環(huán)網(wǎng)要比以太網(wǎng)優(yōu)越。受到此結(jié)論的影響，很多電腦廠商或猶豫不決或決定不把以太網(wǎng)接口做為機(jī)器的標(biāo)準(zhǔn)配置，這樣3Com才有機(jī)會從銷售以太網(wǎng)網(wǎng)卡大賺。這種情況也導(dǎo)致了另一種說法“以太網(wǎng)不適合在理論中研究，只適合在實(shí)際中應(yīng)用”。也許只是句玩笑話，但這說明了這樣一個技術(shù)觀點(diǎn)：通常情況下，網(wǎng)絡(luò)中實(shí)際的數(shù)據(jù)流特性與人們在局域網(wǎng)普及之前的估計(jì)不同，而正是因?yàn)橐蕴W(wǎng)簡單的結(jié)構(gòu)才使局域網(wǎng)得以普及。梅特卡夫和Saltzer曾經(jīng)在麻省理工學(xué)院 MAC項(xiàng)目(Project MAC)的同一層樓里工作，當(dāng)時他正在做自己的哈佛大學(xué)畢業(yè)論文，在此期間奠定了以太網(wǎng)技術(shù)的理論基礎(chǔ)。 它不是一種具體的網(wǎng)絡(luò)，是一種技術(shù)規(guī)范。 該標(biāo)準(zhǔn)定義了在局域網(wǎng)（LAN）中采用的電纜類型和信號處理方法。以太網(wǎng)在互聯(lián)設(shè)備之間以10~100Mbps的速率傳送信息包，雙絞線電纜10 Base T以太網(wǎng)由于其低成本、高可靠性以及10Mbps的速率而成為應(yīng)用最為廣泛的以太網(wǎng)技術(shù)。直擴(kuò)的無線以太網(wǎng)可達(dá)11Mbps，許多制造供應(yīng)商提供的產(chǎn)品都能采用通用的軟件協(xié)議進(jìn)行通信，開放性最好。編輯本段以太網(wǎng)的分類和發(fā)展
一、標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)
以太網(wǎng)
開始以太網(wǎng)只有10Mbps的吞吐量，使用的是帶有沖突檢測的載波偵聽多路訪問（CSMA／CD，Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection）的訪問控制方法，這種早期的10Mbps以太網(wǎng)稱之為標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)。以太網(wǎng)可以使用粗同軸電纜、細(xì)同軸電纜、非屏蔽雙絞線、屏蔽雙絞線和光纖等多種傳輸介質(zhì)進(jìn)行連接，并且在IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)中，為不同的傳輸介質(zhì)制定了不同的物理層標(biāo)準(zhǔn)，在這些標(biāo)準(zhǔn)中前面的數(shù)字表示傳輸速度，單位是“Mbps”，最后的一個數(shù)字表示單段網(wǎng)線長度（基準(zhǔn)單位是100m），Base表示“基帶”的意思，Broad代表“寬帶”。 ·10Base－5 使用直徑為0.4英寸、阻抗為50Ω粗同軸電纜，也稱粗纜以太網(wǎng)，最大網(wǎng)段長度為500m，基帶傳輸方法，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為總線型；10Base－5組網(wǎng)主要硬件設(shè)備有：粗同軸電纜、帶有AUI插口的以太網(wǎng)卡、中繼器 、收發(fā)器、收發(fā)器電纜、終結(jié)器等。 ·10Base－2 使用直徑為0.2英寸、阻抗為50Ω細(xì)同軸電纜，也稱細(xì)纜以太網(wǎng)，最大網(wǎng)段長度為185m，基帶傳輸方法，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為總線型；10Base－2組網(wǎng)主要硬件設(shè)備有：細(xì)同軸電纜、帶有BNC插口的以太網(wǎng)卡、中繼器、T型連接器 、終結(jié)器等。 ·10Base－T 使用雙絞線電纜，最大網(wǎng)段長度為100m，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為星型；10Base－T組網(wǎng)主要硬件設(shè)備有：3類或5類非屏蔽雙絞線、帶有RJ-45插口的以太網(wǎng)卡、集線器、交換機(jī)、RJ-45插頭等。 · 1Base－5 使用雙絞線電纜，最大網(wǎng)段長度為500m，傳輸速度為1Mbps； ·10Broad－36 使用同軸電纜（RG－59／U CATV），網(wǎng)絡(luò)的最大跨度為3600m，網(wǎng)段長度最大為1800m，是一種寬帶傳輸方式； ·10Base－F 使用光纖傳輸介質(zhì)，傳輸速率為10Mbps。二、快速以太網(wǎng)
以太網(wǎng)協(xié)議
隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)技術(shù)已難以滿足日益增長的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量速度需求。在1993年10月以前，對于要求10Mbps以上數(shù)據(jù)流量的LAN應(yīng)用，只有光纖分布式數(shù)據(jù)接口（FDDI）可供選擇，但它是一種價格非常昂貴的、基于100Mpbs光纜的LAN。1993年10月，Grand Junction公司推出了世界上第一臺快速以太網(wǎng)集線器Fastch10／100和網(wǎng)絡(luò)接口卡FastNIC100，快速以太網(wǎng)技術(shù)正式得以應(yīng)用。隨后Intel、SynOptics、3COM、BayNetworks等公司亦相繼推出自己的快速以太網(wǎng)裝置。與此同時，IEEE802工程組亦對100Mbps以太網(wǎng)的各種標(biāo)準(zhǔn)，如100BASE－TX、100BASE－T4、MII、中繼器、全雙工等標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了研究。1995年3月IEEE宣布了IEEE802.3u 100BASE－T快速以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)（Fast Ethernet），就這樣開始了快速以太網(wǎng)的時代。 快速以太網(wǎng)與原來在100Mbps帶寬下工作的FDDI相比它具有許多的優(yōu)點(diǎn)，最主要體現(xiàn)在快速以太網(wǎng)技術(shù)可以有效的保障用戶在布線基礎(chǔ)實(shí)施上的投資，它支持3、4、5類雙絞線以及光纖的連接，能有效的利用現(xiàn)有的設(shè)施。 快速以太網(wǎng)的不足其實(shí)也是以太網(wǎng)技術(shù)的不足，那就是快速以太網(wǎng)仍是基于CSMA／CD技術(shù)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載較重時，會造成效率的降低，當(dāng)然這可以使用交換技術(shù)來彌補(bǔ)。 100Mbps快速以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)又分為：100BASE－TX 、100BASE－FX、100BASE－T4三個子類。 · 100BASE－TX：是一種使用5類數(shù)據(jù)級無屏蔽雙絞線或屏蔽雙絞線的快速以太網(wǎng)技術(shù)。它使用兩對雙絞線，一對用于發(fā)送，一對用于接收數(shù)據(jù)。在傳輸中使用4B／5B編碼方式，信號頻率為125MHz。符合EIA586的5類布線標(biāo)準(zhǔn)和IBM的SPT 1類布線標(biāo)準(zhǔn)。使用同10BASE－T相同的RJ－45連接器。它的最大網(wǎng)段長度為100米。它支持全雙工的數(shù)據(jù)傳輸。 · 100BASE－FX：是一種使用光纜的快速以太網(wǎng)技術(shù)，可使用單模和多模光纖（62.5和125um）。多模光纖連接的最大距離為550米。單模光纖連接的最大距離為3000米。在傳輸中使用4B／5B編碼方式，信號頻率為125MHz。它使用MIC／FDDI連接器、ST連接器或SC連接器。它的最大網(wǎng)段長度為150m、412m、2000m或更長至10公里，這與所使用的光纖類型和工作模式有關(guān)，它支持全雙工的數(shù)據(jù)傳輸。100BASE－FX特別適合于有電氣干擾的環(huán)境、較大距離連接、或高保密環(huán)境等情況下的適用。 · 100BASE－T4：是一種可使用3、4、5類無屏蔽雙絞線或屏蔽雙絞線的快速以太網(wǎng)技術(shù)。100Base-T4使用4對雙絞線，其中的三對用于在33MHz的頻率上傳輸數(shù)據(jù)，每一對均工作于半雙工模式。第四對用于CSMA/CD沖突檢測。在傳輸中使用8B／6T編碼方式，信號頻率為25MHz，符合EIA586結(jié)構(gòu)化布線標(biāo)準(zhǔn)。它使用與10BASE－T相同的RJ－45連接器，最大網(wǎng)段長度為100米。三、千兆以太網(wǎng)
千兆以太網(wǎng)技術(shù)作為最新的高速以太網(wǎng)技術(shù)，給用戶帶來了提高核心網(wǎng)絡(luò)的有效解決方案，這種解決方案的最大優(yōu)點(diǎn)是繼承了傳統(tǒng)以太技術(shù)價格便宜的優(yōu)點(diǎn)。 千兆技術(shù)仍然是以太技術(shù)，它采用了與10M以太網(wǎng)相同的幀格式、幀結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、全/半雙工工作方式、流控模式以及布線系統(tǒng)。由于該技術(shù)不改變傳統(tǒng)以太網(wǎng)的桌面應(yīng)用、操作系統(tǒng)，因此可與10M或100M的以太網(wǎng)很好地配合工作。升級到千兆以太網(wǎng)不必改變網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序、網(wǎng)管部件和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，能夠最大程度地保護(hù)投資。此外，IEEE標(biāo)準(zhǔn)將支持最大距離為550米的多模光纖、最大距離為70千米的單模光纖和最大距離為100米的銅軸電纜。千兆以太網(wǎng)填補(bǔ)了802.3以太網(wǎng)/快速以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的不足。 為了能夠偵測到64Bytes資料框的碰撞，千兆以太網(wǎng)（Gigabit Ethernet）所支持的距離更短。Gigabit Ethernet 支持的網(wǎng)絡(luò)類型，如下表所示： 傳輸介質(zhì) 距離 1000Base－CX Copper STP 25m 1000Base－T Copper Cat 5 UTP 100m 1000Base－SX Multi-mode Fiber 500m 1000Base－LX Single-mode Fiber 3000m 千兆以太網(wǎng)技術(shù)有兩個標(biāo)準(zhǔn)：IEEE802.3z和IEEE802.3ab。IEEE802.3z制定了光纖和短程銅線連接方案的標(biāo)準(zhǔn)。IEEE802.3ab制定了五類雙絞線上較長距離連接方案的標(biāo)準(zhǔn)。 1. IEEE802.3z IEEE802.3z工作組負(fù)責(zé)制定光纖（單模或多模）和同軸電纜的全雙工鏈路標(biāo)準(zhǔn)。IEEE802.3z定義了基于光纖和短距離銅纜的1000Base-X，采用8B/10B編碼技術(shù)，信道傳輸速度為1.25Gbit/s，去耦后實(shí)現(xiàn)1000Mbit/s傳輸速度。 IEEE802.3z具有下列千兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)： · 1000Base-SX 只支持多模光纖，可以采用直徑為62.5um或50um的多模光纖，工作波長為770-860nm，傳輸距離為220-550m。 · 1000Base-LX 單模光纖：可以支持直徑為9um或10um的單模光纖，工作波長范圍為1270-1355nm，傳輸距離為5km左右。 · 1000Base-CX 采用150歐屏蔽雙絞線（STP），傳輸距離為25m。 2. IEEE802.3ab IEEE802.3ab工作組負(fù)責(zé)制定基于UTP的半雙工鏈路的千兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)生IEEE802.3ab標(biāo)準(zhǔn)及協(xié)議。IEEE802.3ab定義基于5類UTP的1000Base-T標(biāo)準(zhǔn)，其目的是在5類UTP上以1000Mbit/s速率傳輸100m。 IEEE802.3ab標(biāo)準(zhǔn)的意義主要有兩點(diǎn)： (1) 保護(hù)用戶在5類UTP布線系統(tǒng)上的投資。 (2) 1000Base-T是100Base-T自然擴(kuò)展，與10Base-T、100Base-T完全兼容。不過，在5類UTP上達(dá)到1000Mbit/s的傳輸速率需要解決5類UTP的串?dāng)_和衰減問題，因此，使IEEE802.3ab工作組的開發(fā)任務(wù)要比IEEE802.3z復(fù)雜些。四、萬兆以太網(wǎng)
萬兆以太網(wǎng)規(guī)范包含在 IEEE 802.3 標(biāo)準(zhǔn)的補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn) IEEE 802.3ae 中，它擴(kuò)展了 IEEE 802.3 協(xié)議和 MAC 規(guī)范，使其支持 10Gb/s 的傳輸速率。除此之外，通過 WAN 界面子層（WIS：WAN interface sublayer），10千兆位以太網(wǎng)也能被調(diào)整為較低的傳輸速率，如 9.584640 Gb/s （OC-192），這就允許10千兆位以太網(wǎng)設(shè)備與同步光纖網(wǎng)絡(luò)（SONET） STS -192c 傳輸格式相兼容。 · 10GBASE-SR 和 10GBASE-SW 主要支持短波（850 nm）多模光纖（MMF），光纖距離為 2m 到 300 m 。 10GBASE-SR 主要支持“暗光纖”（dark fiber），暗光纖是指沒有光傳播并且不與任何設(shè)備連接的光纖。 10GBASE-SW 主要用于連接 SONET 設(shè)備，它應(yīng)用于遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信。 · 10GBASE-LR 和 10GBASE-LW 主要支持長波（1310nm）單模光纖（SMF），光纖距離為 2m 到 10km （約32808英尺）。 10GBASE-LW 主要用來連接 SONET 設(shè)備時， 10GBASE-LR 則用來支持“暗光纖”（dark fiber）。 · 10GBASE-ER 和 10GBASE-EW 主要支持超長波（1550nm）單模光纖（SMF），光纖距離為 2m 到 40km （約131233英尺）。 10GBASE-EW 主要用來連接 SONET 設(shè)備， 10GBASE-ER 則用來支持“暗光纖”（dark fiber）。 · 10GBASE-LX4 采用波分復(fù)用技術(shù)，在單對光纜上以四倍光波長發(fā)送信號。系統(tǒng)運(yùn)行在 1310nm 的多模或單模暗光纖方式下。該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)是針對于 2m 到 300 m 的多模光纖模式或 2m 到 10km 的單模光纖模式。 △ 以太網(wǎng)的連接編輯本段拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
總線型
所需的電纜較少、價格便宜、管理成本高，不易隔離故障點(diǎn)、采用共享的訪問機(jī)制，易造成網(wǎng)絡(luò)擁塞。早期以太網(wǎng)多使用總線型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，采用同軸纜作為傳輸介質(zhì)，連接簡單，通常在小規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)中不需要專用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，但由于它存在的固有缺陷，已經(jīng)逐漸被以集線器和交換機(jī)為核心的星型網(wǎng)絡(luò)所代替。星型
管理方便、容易擴(kuò)展、需要專用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備作為網(wǎng)絡(luò)的核心節(jié)點(diǎn)、需要更多的網(wǎng)線、對核心設(shè)備的可靠性要求高。采用專用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（如集線器或交換機(jī)）作為核心節(jié)點(diǎn)，通過雙絞線將局域網(wǎng)中的各臺主機(jī)連接到核心節(jié)點(diǎn)上，這就形成了星型結(jié)構(gòu)。星型網(wǎng)絡(luò)雖然需要的線纜比總線型多，但布線和連接器比總線型的要便宜。此外，星型拓?fù)淇梢酝ㄟ^級聯(lián)的方式很方便的將網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展到很大的規(guī)模，因此得到了廣泛的應(yīng)用，被絕大部分的以太網(wǎng)所采用。編輯本段傳輸介質(zhì)
以太網(wǎng)可以采用多種連接介質(zhì)，包括同軸纜、雙絞線和光纖等。其中雙絞線多用于從主機(jī)到集線器或交換機(jī)的連接，而光纖則主要用于交換機(jī)間的級聯(lián)和交換機(jī)到路由器間的點(diǎn)到點(diǎn)鏈路上。同軸纜作為早期的主要連接介質(zhì)已經(jīng)逐漸趨于淘汰。 注意區(qū)分雙絞線中的直通線和交叉線兩種連線方法. 以下連接應(yīng)使用直通電纜： 交換機(jī)到路由器以太網(wǎng)端口 計(jì)算機(jī)到交換機(jī) 計(jì)算機(jī)到集線器 交叉電纜用于直接連接 LAN 中的下列設(shè)備： 交換機(jī)到交換機(jī) 交換機(jī)到集線器 集線器到集線器 路由器到路由器的以太網(wǎng)端口連接 計(jì)算機(jī)到計(jì)算機(jī) 計(jì)算機(jī)到路由器的以太網(wǎng)端口CSMA/CD共享介質(zhì)以太網(wǎng)
帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問 (CSMA/CD)[2]技術(shù)規(guī)定了多臺電腦共享一個通道的方法。這項(xiàng)技術(shù)最早出現(xiàn)在1960年代由夏威夷大學(xué)開發(fā)的ALOHAnet，它使用無線電波為載體。這個方法要比令牌環(huán)網(wǎng)或者主控制網(wǎng)要簡單。當(dāng)某臺電腦要發(fā)送信息時，必須遵守以下規(guī)則: 開始 - 如果線路空閑，則啟動傳輸，否則轉(zhuǎn)到第4步 發(fā)送 - 如果檢測到?jīng)_突,繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)直到達(dá)到最小報文時間 (保證所有其他轉(zhuǎn)發(fā)器和終端檢測到?jīng)_突)，再轉(zhuǎn)到第4步. 成功傳輸 - 向更高層的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議報告發(fā)送成功，退出傳輸模式。 線路忙 - 等待，直到線路空閑 線路進(jìn)入空閑狀態(tài) - 等待一個隨機(jī)的時間，轉(zhuǎn)到第1步，除非超過最大嘗試次數(shù) 超過最大嘗試傳輸次數(shù) - 向更高層的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議報告發(fā)送失敗，退出傳輸模式 就像在沒有主持人的座談會中，所有的參加者都通過一個共同的媒介（空氣）來相互交談。每個參加者在講話前，都禮貌地等待別人把話講完。如果兩個客人同時開始講話，那么他們都停下來，分別隨機(jī)等待一段時間再開始講話。這時，如果兩個參加者等待的時間不同，沖突就不會出現(xiàn)。如果傳輸失敗超過一次，將采用退避指數(shù)增長時間的方法（退避的時間通過截斷二進(jìn)制指數(shù)退避算法(truncated binary exponential backoff)來實(shí)現(xiàn)）。 最初的以太網(wǎng)是采用同軸電纜來連接各個設(shè)備的。電腦通過一個叫做附加單元接口（Attachment Unit Interface，AUI）的收發(fā)器連接到電纜上。一根簡單網(wǎng)線對于一個小型網(wǎng)絡(luò)來說還是很可靠的，對于大型網(wǎng)絡(luò)來說，某處線路的故障或某個連接器的故障，都會造成以太網(wǎng)某個或多個網(wǎng)段的不穩(wěn)定。 因?yàn)樗械耐ㄐ判盘柖荚诠灿镁€路上傳輸，即使信息只是發(fā)給其中的一個終端（destination），某臺電腦發(fā)送的消息都將被所有其他電腦接收。在正常情況下，網(wǎng)絡(luò)接口卡會濾掉不是發(fā)送給自己的信息，接收目標(biāo)地址是自己的信息時才會向CPU發(fā)出中斷請求，除非網(wǎng)卡處于混雜模式（Promiscuous mode）。這種“一個說，大家聽”的特質(zhì)是共享介質(zhì)以太網(wǎng)在安全上的弱點(diǎn)，因?yàn)橐蕴W(wǎng)上的一個節(jié)點(diǎn)可以選擇是否監(jiān)聽線路上傳輸?shù)乃行畔ⅰ９蚕黼娎|也意味著共享帶寬，所以在某些情況下以太網(wǎng)的速度可能會非常慢，比如電源故障之后，當(dāng)所有的網(wǎng)絡(luò)終端都重新啟動時。 [3][4][5]接口的工作模式
以太網(wǎng)卡可以工作在兩種模式下：半雙工和全雙工。 半雙工：半雙工傳輸模式實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)載波監(jiān)聽多路訪問沖突檢測。傳統(tǒng)的共享LAN是在半雙工下工作的，在同一時間只能傳輸單一方向的數(shù)據(jù)。當(dāng)兩個方向的數(shù)據(jù)同時傳輸時，就會產(chǎn)生沖突，這會降低以太網(wǎng)的效率。 全雙工：全雙工傳輸是采用點(diǎn)對點(diǎn)連接，這種安排沒有沖突，因?yàn)樗鼈兪褂秒p絞線中兩個獨(dú)立的線路，這等于沒有安裝新的介質(zhì)就提高了帶寬。例如在上例的車站間又加了一條并行的鐵軌，同時可有兩列火車雙向通行。在雙全工模式下，沖突檢測電路不可用，因此每個雙全工連接只用一個端口，用于點(diǎn)對點(diǎn)連接。標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)的傳輸效率可達(dá)到50％～60％的帶寬，雙全工在兩個方向上都提供100％的效率。以太網(wǎng)的工作原理
以太網(wǎng)采用帶沖突檢測的載波幀聽多路訪問（CSMA/CD）機(jī)制。以太網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)都可以看到在網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送的所有信息，因此，我們說以太網(wǎng)是一種廣播網(wǎng)絡(luò)。 以太網(wǎng)的工作過程如下： 當(dāng)以太網(wǎng)中的一臺主機(jī)要傳輸數(shù)據(jù)時，它將按如下步驟進(jìn)行： 1、監(jiān)聽信道上收否有信號在傳輸。如果有的話，表明信道處于忙狀態(tài)，就繼續(xù)監(jiān)聽，直到信道空閑為止。 2、若沒有監(jiān)聽到任何信號，就傳輸數(shù)據(jù) 3、傳輸?shù)臅r候繼續(xù)監(jiān)聽，如發(fā)現(xiàn)沖突則執(zhí)行退避算法，隨機(jī)等待一段時間后，重新執(zhí)行步驟1（當(dāng)沖突發(fā)生時，涉及沖突的計(jì)算機(jī)會發(fā)送會返回到監(jiān)聽信道狀態(tài)。 注意：每臺計(jì)算機(jī)一次只允許發(fā)送一個包，一個擁塞序列，以警告所有的節(jié)點(diǎn)） 4、若未發(fā)現(xiàn)沖突則發(fā)送成功，所有計(jì)算機(jī)在試圖再一次發(fā)送數(shù)據(jù)之前，必須在最近一次發(fā)送后等待9.6微秒（以10Mbps運(yùn)行）。幀結(jié)構(gòu)
以太網(wǎng)幀的概述： 以太網(wǎng)的幀是數(shù)據(jù)鏈路層的封裝，網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)包被加上幀頭和幀尾成為可以被數(shù)據(jù)鏈路層識別的數(shù)據(jù)幀（成幀）。雖然幀頭和幀尾所用的字節(jié)數(shù)是固定不變的，但依被封裝的數(shù)據(jù)包大小的不同，以太網(wǎng)的長度也在變化，其范圍是64～1518字節(jié)（不算8字節(jié)的前導(dǎo)字）。沖突/沖突域
沖突（Collision）：在以太網(wǎng)中，當(dāng)兩個數(shù)據(jù)幀同時被發(fā)到物理傳輸介質(zhì)上，并完全或部分重疊時，就發(fā)生了數(shù)據(jù)沖突。當(dāng)沖突發(fā)生時，物理網(wǎng)段上的數(shù)據(jù)都不再有效。 沖突域：在同一個沖突域中的每一個節(jié)點(diǎn)都能收到所有被發(fā)送的幀。 影響沖突產(chǎn)生的因素：沖突是影響以太網(wǎng)性能的重要因素，由于沖突的存在使得傳統(tǒng)的以太網(wǎng)在負(fù)載超過40％時，效率將明顯下降。產(chǎn)生沖突的原因有很多，如同一沖突域中節(jié)點(diǎn)的數(shù)量越多，產(chǎn)生沖突的可能性就越大。此外，諸如數(shù)據(jù)分組的長度（以太網(wǎng)的最大幀長度為1518字節(jié)）、網(wǎng)絡(luò)的直徑等因素也會影響沖突的產(chǎn)生。因此，當(dāng)以太網(wǎng)的規(guī)模增大時，就必須采取措施來控制沖突的擴(kuò)散。通常的辦法是使用網(wǎng)橋和交換機(jī)將網(wǎng)絡(luò)分段，將一個大的沖突域劃分為若干小沖突域。廣播/廣播域
廣播：在網(wǎng)絡(luò)傳輸中，向所有連通的節(jié)點(diǎn)發(fā)送消息稱為廣播。 廣播域：網(wǎng)絡(luò)中能接收任何一設(shè)備發(fā)出的廣播幀的所有設(shè)備的集合。 廣播和廣播域的區(qū)別：廣播網(wǎng)絡(luò)指網(wǎng)絡(luò)中所有的節(jié)點(diǎn)都可以收到傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀，不管該幀是否是發(fā)給這些節(jié)點(diǎn)。非目的節(jié)點(diǎn)的主機(jī)雖然收到該數(shù)據(jù)幀但不做處理。 廣播是指由廣播幀構(gòu)成的數(shù)據(jù)流量，這些廣播幀以廣播地址（地址的每一位都為“1”）為目的地址，告之網(wǎng)絡(luò)中所有的計(jì)算機(jī)接收此幀并處理它。共享式以太網(wǎng)
共享式以太網(wǎng)的典型代表是使用10Base2/10Base5的總線型網(wǎng)絡(luò)和以集線器（集線 器）為核心的星型網(wǎng)絡(luò)。在使用集線器的以太網(wǎng)中，集線器將很多以太網(wǎng)設(shè)備集中到一臺中心設(shè)備上，這些設(shè)備都連接到集線器中的同一物理總線結(jié)構(gòu)中。從本質(zhì)上講，以集線器為核心的以太網(wǎng)同原先的總線型以太網(wǎng)無根本區(qū)別。 集線器的工作原理： 集線器并不處理或檢查其上的通信量，僅通過將一個端口接收的信號重復(fù)分發(fā)給其他端口來擴(kuò)展物理介質(zhì)。所有連接到集線器的設(shè)備共享同一介質(zhì)，其結(jié)果是它們也共享同一沖突域、廣播和帶寬。因此集線器和它所連接的設(shè)備組成了一個單一的沖突域。如果一個節(jié)點(diǎn)發(fā)出一個廣播信息，集線器會將這個廣播傳播給所有同它相連 的節(jié)點(diǎn)，因此它也是一個單一的廣播域。 集線器的工作特點(diǎn)： 集線器多用于小規(guī)模的以太網(wǎng)，由于集線器一般使用外接電源（有源），對其接收的信號有放大處理。在某些場合，集線器也被稱為“多端口中繼器”。 集線器同中繼器一樣都是工作在物理層的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。 共享式以太網(wǎng)存在的弊端：由于所有的節(jié)點(diǎn)都接在同一沖突域中，不管一個幀從哪里來或到哪里去，所有的節(jié)點(diǎn)都能接受到這個幀。隨著節(jié)點(diǎn)的增加，大量的沖突將導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)性能急劇下降。而且集線器同時只能傳輸一個數(shù)據(jù)幀，這意味著集線器所 有端口都要共享同一帶寬。交換式以太網(wǎng)
交換式結(jié)構(gòu)： 在交換式以太網(wǎng)中，交換機(jī)根據(jù)收到的數(shù)據(jù)幀中的MAC地址決定數(shù)據(jù)幀應(yīng)發(fā)向交換機(jī)的哪個端口。因?yàn)槎丝陂g的幀傳輸彼此屏蔽，因此節(jié)點(diǎn)就不擔(dān)心自己發(fā)送的幀在通過交換機(jī)時是否會與其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送的幀產(chǎn)生沖突。 為什么要用交換式網(wǎng)絡(luò)替代共享式網(wǎng)絡(luò)： ·減少沖突：交換機(jī)將沖突隔絕在每一個端口（每個端口都是一個沖突域），避免了沖突的擴(kuò)散。 ·提升帶寬：接入交換機(jī)的每個節(jié)點(diǎn)都可以使用全部的帶寬，而不是各個節(jié)點(diǎn)共享帶寬。以太網(wǎng)交換機(jī)
交換機(jī)的工作原理： ·交換機(jī)根據(jù)收到數(shù)據(jù)幀中的源MAC地址建立該地址同交換機(jī)端口的映射，并將其寫入MAC地址表中。 ·交換機(jī)將數(shù)據(jù)幀中的目的MAC地址同已建立的MAC地址表進(jìn)行比較，以決定由哪個端口進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。 ·如數(shù)據(jù)幀中的目的MAC地址不在MAC地址表中，則向所有端口轉(zhuǎn)發(fā)。這一過程稱之為泛洪（flood）。 ·廣播幀和組播幀向所有的端口轉(zhuǎn)發(fā)。 交換機(jī)的三個主要功能： ·學(xué)習(xí)：以太網(wǎng)交換機(jī)了解每一端口相連設(shè)備的MAC地址，并將地址同相應(yīng)的端口映射起來存放在交換機(jī)緩存中的MAC地址表中。 ·轉(zhuǎn)發(fā)/過濾：當(dāng)一個數(shù)據(jù)幀的目的地址在MAC地址表中有映射時，它被轉(zhuǎn)發(fā)到連接目的節(jié)點(diǎn)的端口而不是所有端口（如該數(shù)據(jù)幀為廣播/組播幀則轉(zhuǎn)發(fā)至所有端口）。 ·消除回路：當(dāng)交換機(jī)包括一個冗余回路時，以太網(wǎng)交換機(jī)通過生成樹協(xié)議避免回路的產(chǎn)生，同時允許存在后備路徑。 交換機(jī)的工作特性： ·交換機(jī)的每一個端口所連接的網(wǎng)段都是一個獨(dú)立的沖突域。 ·交換機(jī)所連接的設(shè)備仍然在同一個廣播域內(nèi)，也就是說，交換機(jī)不隔絕廣播（唯一的例外是在配有VLAN的環(huán)境中）。 ·交換機(jī)依據(jù)幀頭的信息進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，因此說交換機(jī)是工作在數(shù)據(jù)鏈路層的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備交換機(jī)的操作模式
交換機(jī)處理幀有不同的操作模式： 存儲轉(zhuǎn)發(fā)：交換機(jī)在轉(zhuǎn)發(fā)之前必須接收整個幀，并進(jìn)行檢錯，如無錯誤再將這一幀發(fā)向目的地址。幀通過交換機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)時延隨幀長度的不同而變化。 直通式：交換機(jī)只要檢查到幀頭中所包含的目的地址就立即轉(zhuǎn)發(fā)該幀，而無需等待幀全部的被接收，也不進(jìn)行錯誤校驗(yàn)。由于以太網(wǎng)幀頭的長度總是固定的，因此幀通過交換機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)時延也保持不變。 注意： 直通式的轉(zhuǎn)發(fā)速度大大快于存儲轉(zhuǎn)發(fā)模式，但可靠性要差一些，因?yàn)榭赡苻D(zhuǎn)發(fā)沖突 幀或帶CRC錯誤的幀。生成樹協(xié)議
消除回路： 在由交換機(jī)構(gòu)成的交換網(wǎng)絡(luò)中通常設(shè)計(jì)有冗余鏈路和設(shè)備。這種設(shè)計(jì)的目的是防止一個點(diǎn)的失敗導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)功能的丟失。雖然冗余設(shè)計(jì)可能消除的單點(diǎn)失敗問題，但也導(dǎo)致了交換回路的產(chǎn)生，它會導(dǎo)致以下問題。 ·廣播風(fēng)暴 ·同一幀的多份拷貝 ·不穩(wěn)定的MAC地址表 因此，在交換網(wǎng)絡(luò)中必須有一個機(jī)制來阻止回路，而生成樹協(xié)議（Spanning Tree Protocol）的作用正在于此。 生成樹的工作原理： 生成樹協(xié)議的國際標(biāo)準(zhǔn)是IEEE802.1b。運(yùn)行生成樹算法的網(wǎng)橋/交換機(jī)在規(guī)定的間隔（默認(rèn)2秒）內(nèi)通過網(wǎng)橋協(xié)議數(shù)據(jù)單元（BPDU）的組播幀與其他交換機(jī)交換配置信息，其工作的過程如下： ·通過比較網(wǎng)橋優(yōu)先級選取根網(wǎng)橋（給定廣播域內(nèi)只有一個根網(wǎng)橋）。 ·其余的非根網(wǎng)橋只有一個通向根交換機(jī)的端口稱為根端口。 ·每個網(wǎng)段只有一個轉(zhuǎn)發(fā)端口。 ·根交換機(jī)所有的連接端口均為轉(zhuǎn)發(fā)端口。 注意：生成樹協(xié)議在交換機(jī)上一般是默認(rèn)開啟的，不經(jīng)人工干預(yù)即可正常工作。但這種自動生成的方案可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆窂讲⒎亲顑?yōu)化。因此，可以通過人工設(shè)置網(wǎng)橋優(yōu)先級的方法影響生成樹的生成結(jié)果。 生成樹的狀態(tài)： 運(yùn)行生成樹協(xié)議的交換機(jī)上的端口，總是處于下面四個狀態(tài)中的一個。在正常操作 期間，端口處于轉(zhuǎn)發(fā)或阻塞狀態(tài)。當(dāng)設(shè)備識別網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化時，交換機(jī)自動進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換，在這期間端口暫時處于監(jiān)聽和學(xué)習(xí)狀態(tài)。 阻塞：所有端口以阻塞狀態(tài)啟動以防止回路。由生成樹確定哪個端口轉(zhuǎn)換到轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，處于阻塞狀態(tài)的端口不轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)但可接受BPDU。 監(jiān)聽：不轉(zhuǎn)發(fā)，檢測BPDU，（臨時狀態(tài)）。 學(xué)習(xí)：不轉(zhuǎn)發(fā)，學(xué)習(xí)MAC地址表（臨時狀態(tài)）。 轉(zhuǎn)發(fā)：端口能轉(zhuǎn)送和接受數(shù)據(jù)。 小知識：實(shí)際上，在真正使用交換機(jī)時還可能出現(xiàn)一種特殊的端口狀態(tài)－Disable狀態(tài)。這是由于端口故障或由于錯誤的交換機(jī)配置而導(dǎo)致數(shù)據(jù)沖突造成的死鎖狀態(tài)。如果并非是端口故障的原因，我們可以通過交換機(jī)重啟來解決這一問題。 生成樹的重計(jì)算： 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生改變時，生成樹協(xié)議重新計(jì)算，以生成新的生成樹結(jié)構(gòu)。當(dāng)所有交換機(jī)的端口狀態(tài)變?yōu)檗D(zhuǎn)發(fā)或阻塞時，意味著重新計(jì)算完畢。這種狀態(tài)稱為會聚（Convergence）。 注意：在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)改變期間，設(shè)備直到生成樹會聚才能進(jìn)行通信，這可能會對 某些應(yīng)用產(chǎn)生影響，因此一般認(rèn)為可以使生成樹運(yùn)行良好的交換網(wǎng)絡(luò)，不應(yīng)該超過七層。此外可以通過一些特殊的交換機(jī)技術(shù)加快會聚的時間。網(wǎng)橋
網(wǎng)橋概述： 依據(jù)幀地址進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)的二層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，可將數(shù)個局域網(wǎng)網(wǎng)段連接在一起。網(wǎng)橋可連接相同介質(zhì)的網(wǎng)段也可訪問不同介質(zhì)的網(wǎng)段。網(wǎng)橋的主要作用是分割和減少沖突。它的工作原理同交換機(jī)類似，也是通過MAC地址表進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。網(wǎng)橋主要完成三個功能：轉(zhuǎn)發(fā)、過濾數(shù)據(jù)幀；幀格式轉(zhuǎn)換；傳輸速率轉(zhuǎn)換。 透明網(wǎng)橋：無需改動設(shè)備的軟硬件配置，即可完成LAN互連的網(wǎng)橋。交換機(jī)可看做多端口透明網(wǎng)橋。路由器的簡單介紹
什么是路由器： 路由器是使用一種或者更多度量因素的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，它決定網(wǎng)絡(luò)通信能夠通過的最佳路徑。路由器依據(jù)網(wǎng)絡(luò)層信息將數(shù)據(jù)包從一個網(wǎng)絡(luò)前向轉(zhuǎn)發(fā)到另一個網(wǎng)絡(luò)。 路由器的功能： ·隔絕廣播，劃分廣播域 ·通過路由選擇算法決定最優(yōu)路徑 ·轉(zhuǎn)發(fā)基于三層目的地址的數(shù)據(jù)包 ·其他功能虛擬局域網(wǎng)VLAN
網(wǎng)橋/交換機(jī)的本質(zhì)和功能是通過將網(wǎng)絡(luò)分割成多個沖突域提供增強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，然而網(wǎng)橋/交換機(jī)仍是一個廣播域，一個廣播數(shù)據(jù)包可被網(wǎng)橋/交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)至全網(wǎng)。雖然OSI模型的第三層的路由器提供了廣播域分段，但交換機(jī)也提供了一種稱為VLAN的廣播域分段方法。 什么是VLAN： 一個VLAN是跨越多個物理LAN網(wǎng)段的邏輯廣播域，人們設(shè)計(jì)VLAN來為工作站提供獨(dú)立的廣播域，這些工作站是依據(jù)其功能、項(xiàng)目組或應(yīng)用而不顧其用戶的物理位置而邏輯分段的。 一個VLAN＝一個廣播域＝邏輯網(wǎng)段 VLAN的優(yōu)點(diǎn)和安裝特性： VLAN的優(yōu)點(diǎn)： ·安全性。一個VLAN里的廣播幀不會擴(kuò)散到其他VLAN中。 ·網(wǎng)絡(luò)分段。將物理網(wǎng)段按需要劃分成幾個邏輯網(wǎng)段 ·靈活性。可將交換端口和連接用戶邏輯的分成利益團(tuán)體，例如以同一部門的工作人員，項(xiàng)目小組等多種用戶組來分段。 典型VLAN的安裝特性： ·每一個邏輯網(wǎng)段像一個獨(dú)立物理網(wǎng)段 ·VLAN能跨越多個交換機(jī) ·由主干（Trunk）為多個VLAN運(yùn)載通信量 VLAN如何操作： ·配置在交換機(jī)上的每一個VLAN都能執(zhí)行地址學(xué)習(xí)、轉(zhuǎn)發(fā)/過濾和消除回路機(jī)制，就像一個獨(dú)立的物理網(wǎng)橋一樣。VLAN可能包括幾個端口 ·交換機(jī)通過將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到與發(fā)起端口同一VLAN的目的端口實(shí)現(xiàn)VLAN。 ·通常一個端口只運(yùn)載它所屬VLAN的通信量。 VLAN的成員模式： 靜態(tài)：分配給VLAN的端口由管理員靜態(tài)（人工）配置。 動態(tài)：動態(tài)VLAN可基于MAC地址、IP地址等識別其成員資格。當(dāng)使用MAC地址時，通常的方式是用VLAN成員資格策略服務(wù)器（VMPS）支持動態(tài)VLAN。VMPS包括一個映射MAC地址到VLAN分配的數(shù)據(jù)庫。當(dāng)一個幀到達(dá)動態(tài)端口時，交換機(jī)根據(jù)幀的源地址查詢VMPS，獲取相應(yīng)的VLAN分配。 注意：雖然VLAN是在交換機(jī)上劃分的，但交換機(jī)是二層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，單一的有交換機(jī)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)無法進(jìn)行VLAN間通信的，解決這一問題的方法是使用三層的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備-路由器。路由器可以轉(zhuǎn)發(fā)不同VLAN間的數(shù)據(jù)包，就像它連接了幾個真實(shí)的物理網(wǎng)段一樣。這時我們稱之為VLAN間路由。高速以太網(wǎng)
快速以太網(wǎng)： 快速以太網(wǎng)（Fast Ethernet）也就是我們常說的百兆以太網(wǎng)，它在保持幀格式、MAC（介質(zhì)存取控制）機(jī)制和MTU（最大傳送單元）質(zhì)量的前提下，其速率比10Base－T的以太網(wǎng)增加了10倍。二者之間的相似性使得10Base－T以太網(wǎng)現(xiàn)有的應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)管理工具能夠在快速以太網(wǎng)上使用。快速以太網(wǎng)是基于擴(kuò)充的IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)。 千兆以太網(wǎng)： 千兆位以太網(wǎng)是一種新型高速局域網(wǎng)，它可以提供1Gbps的通信帶寬，采用和傳統(tǒng)10M、100M以太網(wǎng)同樣的CSMA/CD協(xié)議、幀格式和幀長，因此可以實(shí)現(xiàn)在原有低速以太網(wǎng)基礎(chǔ)上平滑、連續(xù)性的網(wǎng)絡(luò)升級。只用于Point to Point，連接介質(zhì)以光纖為主，最大傳輸距離已達(dá)到70km，可用于MAN的建設(shè)。 由于千兆以太網(wǎng)采用了與傳統(tǒng)以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)完全兼容的技術(shù)規(guī)范，因此千兆以太網(wǎng)除了繼承傳統(tǒng)以太局域網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)外，還具有升級平滑、實(shí)施容易、性價比高和易管理等優(yōu)點(diǎn)。 千兆以太網(wǎng)技術(shù)適用于大中規(guī)模（幾百至上千臺電腦的網(wǎng)絡(luò)）的園區(qū)網(wǎng)主干，從而實(shí)現(xiàn)千兆主干、百兆交換（或共享）到桌面的主流網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模式。 小知識： 千兆以太網(wǎng)的優(yōu)勢是同舊系統(tǒng)的兼容性好，價格相對便宜。在這也是千兆以太網(wǎng)在同ATM的競爭中獲勝的主要原因。小結(jié)
當(dāng)今居于主導(dǎo)地位的局域網(wǎng)技術(shù)－以太網(wǎng)。以太網(wǎng)是建立在CSMA/CD機(jī)制上的廣播型網(wǎng)絡(luò)。沖突的產(chǎn)生是限制以太網(wǎng)性能的重要因素，早期的以太網(wǎng)設(shè)備如集線器是物理層設(shè)備，不能隔絕沖突擴(kuò)散，限制了網(wǎng)絡(luò)性能的提高。而交換機(jī)（網(wǎng)橋）做為一種能隔絕沖突的二層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，極大的提高了以太網(wǎng)的性能。正逐漸替代集線器成為主流的以太網(wǎng)設(shè)備。然而交換機(jī)（網(wǎng)橋）對網(wǎng)絡(luò)中的廣播數(shù)據(jù)流量則不做任何限制，這也影響了網(wǎng)絡(luò)的性能。通過在交換機(jī)上劃分VLAN和采用三層的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備－路由器解決了這一問題。以太網(wǎng)做為一種原理簡單，便于實(shí)現(xiàn)同時又價格低廉的局域網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)成為業(yè)界的主流。而更高性能的快速以太網(wǎng)和千兆以太網(wǎng)的出現(xiàn)更使其成為最有前途的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。 為什么叫以太網(wǎng)？ 以太網(wǎng)這個名字，起源于一個科學(xué)假設(shè)：聲音是通過空氣傳播的，那么光呢？在外太空沒有空氣光也可以傳播。于是，有人說光是通過一種叫以太的物質(zhì)傳播。后來，愛因斯坦證明以太根本就不存在。 大家知道，聲音是通過空氣傳播的，那么光是通過什么傳播的呢？ 在牛頓運(yùn)動定律中，物體的運(yùn)動是相對的。比如，地鐵車廂里面的人看見您在車廂里原地踏步走，而位于車廂外面的人卻看見你以120公里每小時的速度前進(jìn)。 但光的運(yùn)動并不是這樣，您無論以什么物體作為參照物，它的運(yùn)動速度始終都是299 792 458 米 / 秒。這個問題困惑了很多科學(xué)家，難道牛頓定律失靈了？一個來自瑞士專利局的職員，名叫愛因斯坦的人在1905年發(fā)表了篇論文，文中提到，無論觀察者以何種速度運(yùn)動，相對于他們而言，光的速度是恒久不變的，相對論便由此誕生了。 這簡單的理念有一些非凡的結(jié)論。可能最著名者莫過于質(zhì)量和能量的等價，用愛因斯坦的方程來表達(dá)就是E＝mc＾2（E是能量，m是質(zhì)量，c是光速），以及沒有任何東西能運(yùn)動得比光還快的定律。由于能量和質(zhì)量的等價，物體由于它的運(yùn)動所具的能量應(yīng)該加到它的質(zhì)量上面去。換言之，要加速它將變得更為困難。這個效應(yīng)只有當(dāng)物體以接近于光速的速度運(yùn)動時才有實(shí)際的意義。例如，以10％光速運(yùn)動的物體的質(zhì)量只比原先增加了0.5％，而以90％光速運(yùn)動的物體，其質(zhì)量變得比正常質(zhì)量的2倍還多。當(dāng)一個物體接近光速時，它的質(zhì)量上升得越來越快，它需要越來越多的能量才能進(jìn)一步加速上去。實(shí)際上它永遠(yuǎn)不可能達(dá)到光速，因?yàn)槟菚r質(zhì)量會變成無限大，而由質(zhì)量能量等價原理，這就需要無限大的能量才能做到。 由此我們可以看出，世界上根本就不存在以太這種物質(zhì)，因?yàn)楣馑偈怯肋h(yuǎn)恒定不變的，為其找個運(yùn)動參照物是個笑話。有鑒于此，以太網(wǎng)的命名也就是一個笑話。但以太網(wǎng)并不會消失，它正隨著人們追求高速度而不斷的進(jìn)行蛻變。以前，只要數(shù)據(jù)鏈路層遵從CSMA/CD協(xié)議通信，那么它就可以被稱為以太網(wǎng)，但隨著接入共享網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的增加，沖突會使網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率越來越低。后來，交換機(jī)的出現(xiàn)使全雙工以太網(wǎng)得到了更好的實(shí)現(xiàn)。未來，以太網(wǎng)會披上光的外衣，飛的更快。編輯本段網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)
ethernet采用無源的介質(zhì)，按廣播方式傳播信息。它規(guī)定了物理層和數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，規(guī)定了物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的接口以及數(shù)據(jù)鏈路層與更高層的接口。 （1）物理層 物理層規(guī)定了Ethernet的基本物理屬性，如數(shù)據(jù)編碼、時標(biāo)、電頻等。 （2）數(shù)據(jù)鏈路層 數(shù)據(jù)鏈路層的主要功能是完成幀發(fā)送和幀接收，包括負(fù)責(zé)對用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行幀的組裝與分解，隨時監(jiān)測物理層的信息監(jiān)測標(biāo)志，了解信道的忙閑情況，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路的收發(fā)管理。轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/Lisa-Suncy/archive/2011/05/11/2043245.html
總結(jié)
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