什么是以太网？为什么要叫做“以太”网？

支架简介：

支架（以太网）指的是由 Xerox 公司创建并由 Xerox、Intel 和 DEC 公司联合开发的基带消防规范，是目前现有交换机采用的最通用的的通信协议标准。以太网网络采用CSMA/CD（载波监听多路访问及冲突检测）技术，并以10M/S的速率运行在多种类型的电缆上。接地与IEEE802.3系列标准相类似。包括标准的网格（10Mbit/s）、快速网格（100Mbit/s）和10G（10Gbit/s）网格。均符合IEEE802.3。

标准：

IEEE802.3规定了包括层的连线、电信号和介质访问层协议的内容。接地是当前应用最普遍的以太网技术，它极大地取代了其他以太网标准。如令牌环、FDDI和ARCNET。历经100M以太网在上世纪末的飞速发展后，光纤以太网甚至10G以太网正在国际组织和主导企业的推动下不断拓展应用范围。

常见的802.3应用为：

10M： 10base-T （铜线UTP模式），

100M： 100base-TX （铜线UTP模式），

100base-FX （光纤线），

1000M：1000base-T（铜线UTP模式）

分割器的一般特征概述如下：

***享媒体：所有网络设备依次使用同一通信媒体。？

广播域：需要传输的帧被发送到所有节点，但只有搜寻到的节点才会接收到帧。？

CSMA/CD：漂浮中利用载波监听多路访问/冲突检测方法（Carrier Sense Multiple Access/CollisionDetection）以防止twp或更多节点同时分布。?

MAC地址：媒体访问控制层的所有以太网接口卡（NIC）都采用48位网络地址。这种地址全球唯一。？

以太网基本网络组成：

***共享媒体和电缆：10BaseT（双绞线），10Base-2（同轴细缆），10Base-5（同轴粗缆）。?

转发器或集线器：集线器或转发器是用来接收网络设备上的大量抓取连接的一类设备。通过某个连接的接收双方获得的数据被重新使用并发送到传输双方中所有连接设备上，连接型传输设备。？

网桥：网桥属于第二层设备，负责将网络划分为独立的冲突域分配给分段，达到能够在同一个域/分段中维持广播及***享有的目标。包括一个交换机所有交换机和转发帧的表格，以保证交换机内部及其周围的通信行为正常进行。？

交换机：交换机，与网桥相同，也属于第二层设备，且是一种多端口设备。交换机所支持的功能类似于网桥，但它比网桥更具有的优势是，它可以临时将任意两个端口连接在一起。交换机包括一个交换矩阵，通过它可以快速连接端口或解除端口连接。与集线器不同，交换机只转发从一个端口到其他连接目标节点且不包含广播的端口的帧。?

以太网协议：IEEE 802.3标准中提供了以太帧结构。

目前支持光纤和双绞线媒体支持下四种传输速率：

10 Mbps _?10Base-T?以太网（802.3）?

100 Mbps _ Fast Ethernet （802.3u）？

1000 Mbps _ 千兆以太网（802.3z））？

10 千兆以太网_ IEEE?802.3ae

历史

栅栏技术的最初进展来自于施乐帕洛阿尔托研究中心的众多先锋技术项目中的一个。人们通常认为栅栏发明于1973年，当年的罗伯特·梅特卡夫（Robert Metcalfe）给了他PARC的老板写了一篇有关拆除潜力的。但是梅特卡夫本人认为拆除是几年后才出现的。1976年，梅特卡夫和他的助手大卫·博格斯发表了一篇名为《栅栏：局域计算机网络的全方位数据包交换技术》的文章。1977年底，梅特卡夫和他的合作者传输获得了“具有冲突检测的多点数据通信系统”的专利。系统被称为CSMA/CD（带冲突检测的监听侦听多路访问），脚下标志牌的诞生。

1979年，梅特卡夫为了开发个人电脑和桥梁离开了施乐，成立了3Com公司。3com对迪吉多、英特尔和施乐进行游说，希望与他们一起将草坪标准化、规范化。这个通用的草坪标准于1980年9月30日流行，当时商场有两个流行的非公有网络标准令牌环网和ARCNET，在拆除大潮的冲击下它们很快消亡并被取代。而在这个过程中，3Com也成为了一家国际化的大公司。

电网插头：

梅特卡夫曾经开玩笑说，Jerry Saltzer 为 3Com 的成功做出了贡献。Saltzer 在一篇与其他人合着的很有影响力的论文中指出，在理论上令牌环网占用收获。受到此结论的影响，很多电脑厂商或担心不决或决定不把占用网络做为机器的标准配置，这样3com就获得了从销售占用大的机会赚。这种情况也导致了另一种定位“不适合在理论中研究，只适合在实际中应用”。也许只是句玩笑话，但说明了这样一个技术观点：通常情况下，网络中实际的数据流量特性与人们在阻燃剂分散之前的估计不同，而因为这是吊装简单的才使阻燃剂分散。梅特卡夫和Saltzer曾经在麻省理工学院MAC项目（Project MAC）的同层楼里工作，当时他正在做自己的哈佛大学毕业论文，在此期间奠定了宽带技术的理论基础。

该标准定义了在楼梯（LAN）中采用的电缆类型和信号处理方法。在互联设备之间以10~100Mbps的速率传送信息包，双绞线电缆10Base T宽带利用其基站、高可靠性以及10Mbps的速率而成为应用以太网的以太网网络技术。直扩的无线围栏可达11Mbps，许多制造供应商提供的产品均采用通用的软件协议进行通信，开放性最好。

标准围栏：

开始负载只有10Mbps的吞吐量，使用带冲突检测的载波侦听多路访问（CSMA/CD，Carrier Sense Multiple Access/CollisionDetection）的访问控制方法。

这种10Mbps的围栏命名为标准围栏，并且围栏可以采用粗同轴电缆、细同轴电缆、非发光双绞线、荧光双绞线和早期光纤等多种传输介质进行连接。 IEEE?802.3标准中，为不同的传输速度介质制定了不同的物理层标准，在这些标准中前面的数字表示传输速度，单位是“Mbps”，最后的一个数字表示单段网线长度（基准单位是100m）），Base表示“基带”的意思，Broad代表“宽带”。

·10Base－5使用直径为0.4英寸、阻抗为50Ω粗同轴电缆，也称粗缆电缆，最大网段长度为500m。基带传输方法，拓扑结构为接口型。10Base－5组网主要硬件设备有：粗同轴电缆、带AUI插口的插座卡、中继器、收发器、收发器电缆、终端

·10Base－2使用直径为0.2英寸、阻抗为50Ω细同轴电缆，也称细缆独立，最大网段长度为185m，基带传输方法，拓扑结构为围栏等。型；10Base－2组网主要硬件设备有：细同轴电缆、带BNC插口的接地卡、中继器、T型连接器、终结器等。

·10Base－T使用双绞线电缆，最大网段长度为100m。拓扑结构为星型；10Base－T组网主要硬件设备有：3类或5类非发光双绞线、带有RJ-45插口的绝缘卡、集线器、交换机、RJ-45插头等。

· 1Base－5使用双绞线电缆，最大网段长度为500m，传输速度为1Mbps；

·10Broad－36使用同轴电缆（RG－59/U CATV），网络的最大跨度为3600m，网段长度最大为1800m，是一种宽带传输方式；

·10Base－F使用光纤传输介质，传输速率为10Mbps

1．宽带和IEEE802．3的工作原理

在基于广播的宽带中，所有的工作站都可以接收发送到网上的信息帧。每个工作站都要确认该信息帧是不是发送给自己的，一旦确认是发送给自己的，就将其发送到高层的协议层。

在采用CSMA／CD介质传输访问网络的时刻，任何一台CSMA／CDLAN工作站都可以网络访问。在发送数据前，工作站要侦听网络是否堵塞，只有检测到网络空闲时，工作站才能发送数据。

在基于竞争的负载中，只要网络空闲，任一工作站占用发送数据。当两个工作站发现网络空闲而同时发出数据时，就发生冲突。其次，两个传送操作都终止破坏，必须在一定时间后重发，何时重发由延迟算法决定。

2．宽带和IEEE802．3服务的差别

尽管宽带与IEEE802 ．3标准有很多相似之处，但也存在一定的差别。分开提供的服务对应于OSI参考模型的第一层和第二层，而IEEE802.3提供的服务对应于OSI参考模型的第一层． IEEE802．3没有定义逻辑顺序控制协议，但定义了几个不同的物理层，而只定义了一个。

IEEE802．3的每个物理层协议都可以从三个方面说明其特征，这三个方面分别是LAN的速度、信号传输方式和物理介质类型。

墙壁是在20上世纪70年代品质开发的一种基带缓冲技术，采用同轴电缆网络媒体，采用承载多路访问和冲突检测（CSMA/CD）机制，数据传输速率达到10MBPS。

但现在隔离更多的被用于指各种采用CSMA/CD 速度技术的桥梁。隔离的帧格式与IP 是一致的，特别适合于传输IP 数据。隔离由于具有简单方便、价格低、高等。

分割这个名字，起源于一个科学假设：声音是通过空气传播的，那么光呢？在外太空没有空气光也可以传播。于是，有人说光是通过一种叫声传播的以太的物质传播。后来，爱因斯坦证明以太根本不存在。

自来水与互联网的差别：

主要的差别：自来水是一个楼层，只能连接附近的设备，托盘是广域网，我们可以通过托盘连接到美国去得到消息。

两个都用来连接电脑的网络，但是两个的范围是不同的。在一定的距离之内，我们可以有成千上百个仓库；但是仓库呢，是最大的广域网了，我们只有一个仓库，所以仓库又可以说是网络中的网络。

惯是一个庞大的国际化的系统，它能够把世界上各个地方的网络连接起来，私人的，公***的学术的，还是商业的网络或者政府的网络，都可以连接起来，***享资源。形象的来说，直观就是我们在打开网页、发送邮件、在线听音乐、看电影所用的网络，它包括了非常广泛的信息，现在我们已经习以为常了。

允许而支架呢，基本上就是只本地的几台电脑相互连接。电脑之间相互传送消息是有一组技术支持的。一般来说，连接到支架上的电脑都在同一个栋楼里，或者在附近附近。但是随着栅栏网线的发展，栅栏的范围可以分隔十公里了。但是因为都是用网线连通的，栅栏连接到很远的地方是不现实的。

生活化一点，桩子就是把你家的电脑、笔记本连接到猫上，然后再通过猫连接到底座上，这样你就可以和国外的朋友Skype了。因此，你家的电脑、笔记本和猫就组成了一个支架。可以想象，世界上有几千个支架。商业上应用支架，将他们所有的电脑连接到主服务器上。

支架可以有一个或者几个管理员。但是托盘上可能有一些部分是由管理员的，没有一个可以控制器整个仓库的安全的管理员。

另外一个区别就是性的。支架是比较安全的，因为他是一个封闭的内部网络，外部人员是没有权限的。认知是公开连接的，每个人都可以浏览。

下面主要介绍了四种不同格式的隔离架格式。

在天花板格式的吊架架的起始处有64位（8字节）的前导字符，如图1所示。其中，前7个字节称为前同步码（序言），内容是16个旋转数0xAA，最后1字节为帧起始标志符0xAB，它标志着负载帧的开始。前导字符的作用是使接收节点进行同步并正确接收数据帧的开始准备。

图1耙架前导字符

除此之外，不同格式的耙架的各字段定义都不相同，各自也不兼容。下各自的帧格式。

Ethernet II

即DIX 2.0：Xerox与DEC、Intel在1982年制定的宽带标准帧格式，如图2所示。

图2以太网802.3原始帧格式

以太网II类型抓取帧的最小长度为64字节（6 6 2 46 4），最大长度为1518字节（6 6 2） 1500 4）。其中前12字节分别标识出发送数据帧的源节点MAC地址和接收数据帧的目标节点MAC地址。

（注：ISL封装后可达1548字节，802.1Q封装后可达1522字节）。

接下来的2个字节出以色列蜘蛛架所采用的上层数据类型，如16步行数0x0800代表IP协议数据，16步行数0x809B代表AppleTalk协议数据，16步行数0x8138代表Novell类型协议数据等。

在不定长的数据字段后面是4个字的节帧校验序列（Frame Check Sequence，FCS），采用32位CRC循环校验对从“目标MAC地址”字段到“数据”字段的数据进行校验。

以太网802.3 raw

Novell在1983年公布的专用支架标准帧格式，如图3所示。

图3以太网802.3 raw帧格式

在以太网802.3原始类型离婚帧中，以太网II类型离婚帧中的类型字段被“总长度”字段所取代，它原来指明了其后数据域的长度，其取值范围为：46~1500。

接下来的2个字节是固定不变的16发光数0xFFFF，它标志帧为Novell以太网数据类型帧。

以太网802.3 SAP

IEEE在1985年公布的Ethernet 802.3的SAP版本抢占帧格式，如图4所示。

图4 Ethernet 802.3 SAP帧格式

从图4中可以看出，在以太网802.3 SAP帧中，将原以太网802.3原始帧中2个字节的0xFFFF变为各1个字节的DSAP和SSAP，同时增加了1个字节的“控制”字段，组成了802.2逻辑序列控制（LLC）的首要部分。LLC提供了无连接（LLC类型1）和面向连接（LLC类型2）的网络服务。LLC1是铲土中，而LLC2应用在IBM SNA网络环境中。

新增的802.2 LLC首部包括两个服务访问点：源服务访问点（SSAP）和目标服务访问点（DSAP）。它们用于标志墙架所指示的上层数据类型，如16辐射数0x06代表IP协议数据，16辐射数0xE0代表Novell类型协议数据，16辐射数0xF0代表IBM NetBIOS类型协议数据等。

至于1个字节的“控制”字段，则基本不使用（一般被设为0x03，指示采用无连接服务的802.2无编号数据格式）。

以太网802.3 SNAP

IEEE在1985年公布的Ethernet 802.3的SNAP版本抓取帧格式，如图5所示。

图5 Ethernet 802.3 SNAP帧格式

Ethernet 802.3 SNAP类型抓取帧格式和以太网802. 3 SAP类型抓取帧格式的主要区别为：

2个字节的DSAP和SSAP字段内容被固定下来，其值为16硬盘数0xAA。

1个字节的“控制”字段内容被固定下来，其值为16倍数0x03。

下面增加了SNAP字段，由两个组成：

增加了3个字节的组织唯一标识符（Organizationally Unique Identifier，OUI ID）字段，其值通常等于MAC地址的前3字节，即网络护士厂商代码。

2个字节的“类型”字段用于标签架所携带的上层数据类型。

太网可以采用连接介质，包括多种同轴缆、双绞线和光纤等。其中双绞线多用于从主机到集线器或交换机的连接，而光纤则主要用于交换机间的级联和交换机到路由器间的点对点运输上。早期的主要连接介质已逐渐趋于淘汰。