以太網(wǎng)是在 20 世紀(jì) 70 年代研制開(kāi)發(fā)的一種基帶局域網(wǎng)技術(shù)，使用同軸電纜作為網(wǎng)絡(luò)媒體，采用載波多路訪問(wèn)和沖突檢測(cè)( CSMA/CD )機(jī)制，數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá)到 10MBPS 。但是如今以太網(wǎng)更多的被用來(lái)指各種采用 CSMA/CD 技術(shù)的局域網(wǎng)。以太網(wǎng)的幀格式與 IP 是一致的，特別適合于傳輸 IP 數(shù)據(jù)。以太網(wǎng)由于具有簡(jiǎn)單方便、價(jià)格低、速度高等。
以太網(wǎng)最初是由XEROX公司研制而成的，并且在1980年由數(shù)據(jù)設(shè)備公司DEC(DIGIAL EQUIPMENT CORPORATION)、INTEL公司和XEROX公司共同使之規(guī)范成形。后來(lái)它被作為802.3標(biāo)準(zhǔn)為電氣與電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)所采納。
以太網(wǎng)的基本特征是采用一種稱為載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)/沖突檢測(cè)CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection)的共享訪問(wèn)方案，即多個(gè)工作站都連接在一條總線上，所有的工作站都不斷向總線上發(fā)出監(jiān)聽(tīng)信號(hào)，但在同一時(shí)刻只能有一個(gè)工作站在總線上進(jìn)行傳輸，而其它工作站必須等待其傳輸結(jié)束后再開(kāi)始自己的傳輸。
以太網(wǎng)的分類和發(fā)展
一、標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)
開(kāi)始以太網(wǎng)只有10Mbps的吞吐量，使用的是帶有沖突檢測(cè)的載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)(CSMA/CD，Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection)的訪問(wèn)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(gè)數(shù)字表示單段網(wǎng)線長(zhǎng)度(基準(zhǔn)單位是100m)，Base表示“基帶”的意思，Broad代表“寬帶”?！ ?0Base-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(zhǎng)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(zhǎng)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?！ ?0Base-T 使用雙絞線電纜，最大網(wǎng)段長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量速度需求。在1993年10月以前，對(duì)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(jià)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(tái)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(shí)，IEEE802工程組亦對(duì)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(kāi)始了快速以太網(wǎng)的時(shí)代?！ 】焖僖蕴W(wǎng)與原來(lái)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(shí)，會(huì)造成效率的降低，當(dāng)然這可以使用交換技術(shù)來(lái)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(gè)子類?！ ?100BASE-TX：是一種使用5類數(shù)據(jù)級(jí)無(wú)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(duì)雙絞線，一對(duì)用于發(fā)送，一對(duì)用于接收數(shù)據(jù)。在傳輸中使用4B/5B編碼方式，信號(hào)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(zhǎng)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(hào)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(zhǎng)度為150m、412m、2000m或更長(zhǎng)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(wú)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(duì)雙絞線，其中的三對(duì)用于在33MHz的頻率上傳輸數(shù)據(jù)，每一對(duì)均工作于半雙工模式。第四對(duì)用于CSMA/CD沖突檢測(cè)。在傳輸中使用8B/6T編碼方式，信號(hào)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(zhǎng)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(lái)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(jià)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(jí)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(cè)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(gè)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(zhǎng)距離連接方案的標(biāo)準(zhǔn)?！ ?. IEEE802.3z IEEE802.3z工作組負(fù)責(zé)制定光纖(單?；蚨嗄?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(zhǎng)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(zhǎng)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(guò)，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(wèn)題，因此，使IEEE802.3ab工作組的開(kāi)發(fā)任務(wù)要比IEEE802.3z復(fù)雜些。
四、萬(wàn)兆以太網(wǎng)
萬(wàn)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(guò) 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 ?！ ?0GBASE-SR 主要支持“暗光纖”(dark fiber)，暗光纖是指沒(méi)有光傳播并且不與任何設(shè)備連接的光纖?！ ?0GBASE-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(zhǎng)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(lái)連接 SONET 設(shè)備時(shí)， 10GBASE-LR 則用來(lái)支持“暗光纖”(dark fiber)?！ ?10GBASE-ER 和 10GBASE-EW 主要支持超長(zhǎng)波(1550nm)單模光纖(SMF)，光纖距離為 2m 到 40km (約131233英尺)?！ ?0GBASE-EW 主要用來(lái)連接 SONET 設(shè)備， 10GBASE-ER 則用來(lái)支持“暗光纖”(dark fiber)?！ ?10GBASE-LX4 采用波分復(fù)用技術(shù)，在單對(duì)光纜上以四倍光波長(zhǎng)發(fā)送信號(hào)。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(jì)目標(biāo)是針對(duì)于 2m 到 300 m 的多模光纖模式或 2m 到 10km 的單模光纖模式。
