以太网络基础知识

以太网基础知识详解

作者：| 上传时间：2009-11-16 | 关键字：

自20世纪70年代局域网技术提出以来，各种局域网技术不断产生，其中有的技术发展壮大，而有的技术逐渐被淘汰。现阶段成熟的局域网技术有三种：以太网（Ethernet）、令牌环（Token Ring）和光纤分布式数据接口（FDDI），其中以太网技术逐步成为局域网技术的主流。

1以太网历史简介

以太网是在1972年开创的，Bob Metcalfe（被尊称为“以太网之父”）被Xerox 雇佣为网络专家，Bob Metcalfe来到Xerox公司的Palo Alto研究中心（PARC）的第一个任务是把Palo Alto的计算机连接到Arpanet（Internet的前身）。1972年底，Bob Metcalfe设计了一套网络，把Alto计算机连接起来。在研制过程中，因为该网络是以ALOHA系统（一种无线电网络系统）为基础的，而又连接了众多的ALTO计算机，所以Metcalfe把它命名为ALTO ALOHA网络。ALTO ALOHA网络在1973年5月开始运行，Metcalfe把这个网络正式改名为以太网（Ethernet），这就是最初的以太网试验原型，该网络运行的速率为2.94Mbps，网络运行的介质为粗同轴电缆。1976年6月，Metcalfe和Boggs发表了题为：“以太网：局域网的分布型信息包交换”的著名论文。1977年底，Metcalfe和他的三位合作者获得了“具有冲突检测的多点数据通信系统”的专利，多点传输系统被称为CSMA／CD(带冲突检测的载波侦听多路访问)。从此，以太网就正式诞生了。

70年代末，涌现出了数十种局域网技术，以太网正是其中的一员。1979年，Digital Equipment Corporation（DEC）、Intel公司与Xerox公司联盟，促进了以太网的标准化。1980年9月30日，DEC、Intel和Xerox公布了第三稿的“以太网，一种局域网：数据链路层和物理层规范，1.0版”，这就是现在著名的以太网蓝皮书，也称为DIX(取三家公司名字的第一个字母而组成的)版以太网1.0规范。如前所述，最初的实验型以太网工作在2.94Mbps，而DIX规范定义的以太网工作在10Mbps。1982年，DIX联盟发布了以太网的第二个版本，即Ethernet II。

在DIX联盟开展以太网标准化工作的同时，IEEE组成一个定义与促进工业LAN 标准的委员会，这就是我们今天熟知的802工程委员会。IEEE 802委员会成立了不同的工作组，每个工作组研究不同的LAN技术。DIX联盟虽已推出以太网规范，但还不是国际公认的标准，所以在1981年6月，IEEE 802工程决定组成802.3分委员会，以产生基于DIX工作成果的国际公认标准，1983年6月IEEE 802.3工作组发布了第一个关于以太网技术的IEEE标准，即IEEE 10BASE5。

10BASE5技术与DIX的Ethernet II在技术上是有差别的，不过这种差别甚微。10BASE5的速率仍然是10Mbps，使用的传输介质仍然是粗同轴电缆，允许节点间的最长距离为500米。1984年美国联邦政府以FIPS PUB107的名字采纳

802.3标准。1989年ISO以标准号IS88023采纳802.3以太网标准，至此，IEEE 标准802.3正式得到国际上的认可。

随着以太网技术的商业化，使用粗同轴电缆作为传输介质的缺点逐渐暴露，粗同轴电缆价格昂贵，需要外接MAU收发器，不易安装。80年代初逐渐出现了一些基于细同轴电缆的以太网技术和产品，1984年，IEEE 发布了10BASE2的标准，10BASE2采用细同轴电缆作为传输介质，允许节点间的最长距离为200米。

10BASE5和10BASE2都是一种物理总线型拓扑，所有的节点连接在同一根总线，总线上的所有节点共享带宽。这种物理总线型的拓扑有一个致命的缺点，容易出现总线某处断裂而使整个网络瘫痪的问题，不便于查找故障，而且如果用户进行节点的移动，必须重新布线，不利于结构化布线。这时就提出了在非屏蔽双绞线（UTP）电话电缆上运行以太网的想法，最后证实在3类非屏蔽双绞线上可以运行1Mbps的低速以太网，1986年，IEEE接纳了这种低速以太网标准，命名为1BASE5，这就是著名的StarLAN。StarLAN有它自身的优点：便于安装、配置、管理和查找故障，而且成本较低；这种物理星型的拓扑是以太网的一个突破，因为它允许采用结构化布线系统，它用单独一根线将每个节点连接到中央集线器，这对于安装、故障寻找和重新配置显然是一个明显的优点，可以大大降低整个网络的成本。但1BASE5把以太网的速率从传统的10Mbps降低到了1Mbps，很多厂商认为这是以太网的一个后退，因此1BASE5很快走向了灭亡。

1BASE5使得以太网走向星型的结构化布线，但是速率是它的限制，于是IEEE 开始在UTP在运行10Mbps以太网的研究，1990年，IEEE 802.3i 标准发布，公布了10BASE-T技术。此后出现了10 BASE-T中继器、双绞线介质附属件(MAU)和NIC网络接口卡，这些使得以太网市场急剧增长。星形结构化布线结

构的出现是以太网发展史上的伟大里程碑。它使令牌环（Token Ring）失去了

它的两个优势：结构化布线、采用双绞线布线。

同时随着光缆的发展，在光缆上运行以太网成了研究的一个课题，随后逐步出现了10BASE-F，10BASe-FL，10BASE-FP，10BASE-FB等在光缆上运行以太

网的技术标准。

前面的技术不管是物理总线型拓扑结构、还是物理星型拓扑结构，LAN中的用

户都是共享带宽的，都要争用带宽，存在冲突。90年代初，逐渐出现了多端口

网桥，用于多个LAN的互连。共享式以太网逐渐向LAN交换机发展。1993年，Kalpana公司使以太网技术有了另外一个突破——全双工以太网。全双工的优点是很明显的，可以同时发送和接收数据，这在理论上可以使传输速度翻一番。

90年代初，随着网络的发展，10Mbps的速率限制了一些大网络的运行，此时

以太网受到了FDDI的巨大冲击。FDDI是一种昂贵的基于100Mbps光缆的LAN 技术。1992年，Grand Junction公司成立，开始研制100Mbps的以太网。1993年，以Grand Junction为首的多家公司成立了快速以太网联盟（FEA）。1993

年10月，FEA公布了它的100BASE-X互操作规范，1995年3月，IEEE802.3u 规范被它的成员和执委会所通过。于是快速以太网的时代宣布来临。1995年末，各厂家日新月异地不断推出新的快速以太网产品，快速以太网达到了鼎盛时代。