以太網(wǎng)

歷史

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)：局域計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分布式包交換技術(shù)》的文章。

1979年，梅特卡夫為了開發(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：通常情況下，網(wǎng)絡(luò)中實際的數(shù)據(jù)流特性與人們在局域網(wǎng)普及之前的估計不同，而正是因為以太網(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。

以太網(wǎng)的分類和發(fā)展

一、標(biāo)準(zhǔn)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“帶寬”。

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)

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，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)點是繼承了傳統(tǒng)以太技術(shù)價格便宜的優(yōu)點。 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)，能夠最大程度地投資保護(hù)。 為了能夠偵測到64Bytes資料框的碰撞，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?；蚨嗄＃┖屯S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 多模光纖：可以采用直徑為62.5um或50um的多模光纖，工作波長范圍為1270-1355nm，傳輸距離為550m。

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：
 

(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?！　?/p>

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?；騿文０倒饫w方式下。該系統(tǒng)的設(shè)計目標(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。

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、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、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，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。

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)到路由器間的點到點鏈路上。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

計算機(jī)到計算機(jī)

計算機(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)技術(shù)規(guī)定了多臺電腦共享一個通道的方法。這項技術(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。

因為所有的通信信號都在共用線路上傳輸，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，因為以太網(wǎng)上的一個節(jié)點可以選擇是否監(jiān)聽線路上傳輸?shù)乃行畔?。共享電纜也意味著共享帶寬，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。

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對點連接，這種安排沒有沖突，因為它們使用雙絞線中兩個獨立的線路，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，用于點對點連接。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，涉及沖突的計算機(jī)會發(fā)送會返回到監(jiān)聽信道狀態(tài)。

注意：每臺計算機(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）

4、若未發(fā)現(xiàn)沖突則發(fā)送成功，所有計算機(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）。

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。實際上它永遠(yuǎn)不可能達(dá)到光速，因為那時質(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)，因為光速是永遠(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)得到了更好的實現(xiàn)。未來，以太網(wǎng)會披上光的外衣，飛的更快。