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以太网简要教程一、概述通常我们所说的以太网主要是指以下三种不同的局域网技术:以太网/IEEE 802.3—采用同轴电缆作为网络媒体，传输速率达到10Mbps;100Mbps以太网—又称为快速以太网，采用双绞线作为网络媒体，传输速率达到100Mbps;1000Mbps以太网—又称为千兆以太网，采用光缆或双绞线作为网络媒体，传输速率达到1000Mbps(1Gbps)以太网以其高度灵活，相对简单，易于实现的特点，成为当今最重要的一种局域网建网技术。
虽然其它网络技术也曾经被认为可以取代以太网的地位，但是绝大多数的网络管理人员仍然把将以太网作为首选的网络解决方案。
为了使以太网更加完善，解决所面临的各种问题和局限，一些业界主导厂商和标准制定组织不断的对以太网规范做出修订和改进。
也许，有的人会认为以太网的扩展性能相对较差，但是以太网所采用的传输机制仍然是目前网络数据传输的重要基础。
二、以太网工作原理以太网是由Xeros公司开发的一种基带局域网技术，使用同轴电缆作为网络媒体，采用载波多路访问和碰撞检测(CSMA/CD)机制，数据传输速率达到10Mbps。
虽然以太网是由Xeros公司早在70年代最先研制成功，但是如今以太网一词更多的被用来指各种采用CSMA/CD技术的局域网。
以太网被设计用来满足非持续性网络数据传输的需要，而IEEE802.3规范则是基于最初的以太网技术于1980年制定。
以太网版本2.0由Digital Equipment Corporation、Intel、和Xeros三家公司联合开发，与IEEE 802.3规范相互兼容。
太网结构示意图如下:以太网/IEEE 802.3通常使用专门的网络接口卡或通过系统主电路板上的电路实现。
以太网使用收发器与网络媒体进行连接。
收发器可以完成多种物理层功能，其中包括对网络碰撞进行检测。
收发器可以作为独立的设备通过电缆与终端站连接，也可以直接被集成到终端站的网卡当中。
目前以太网接入方式主要方式随着互联网的不断发展，网络接入已经成为现代人生活中不可或缺的一部分。
而以太网作为一种广泛应用的局域网技术，其接入方式也在不断演变和发展。
目前，以太网接入方式主要包括有线接入和无线接入两种主要方式。
一、有线接入方式有线接入方式是指利用物理线缆将用户设备与网络互连，实现用户对以太网的接入。
这种接入方式在传输速度和稳定性方面具有明显优势，主要包括以下几种方式：1.以太网直连：即通过网线将用户设备（如电脑、路由器等）直接连接到宽带接入设备（如光猫、交换机等）上。
这种方式的优点是连接简单、稳定性好，适用于需要稳定网络连接或带宽要求较高的场景。
2.局域网接入：在大型企业、学校或公共场所，往往会采用局域网的方式实现网络接入。
用户设备通过物理线缆连接到局域网交换机或路由器，再由交换机或路由器接入到以太网上。
这种方式可以实现多个设备共享公共网络资源，适用于大型组织或公共场所的网络接入需求。
3.电力线通信：电力线通信是指利用家庭电力线路传输网络信号，实现网络接入。
通过将网络信号转化为电力信号，用户可以通过插入电力线通信适配器将电力信号传输到各个接入点，进而实现网络连接。
这种方式的优点是方便快捷，免去了布线的繁琐过程。
二、无线接入方式无线接入方式是指通过无线技术实现用户对以太网的接入。
相对于有线接入方式，无线接入方式更加灵活便捷，用户可以在覆盖范围内自由移动。
以下是目前常见的无线接入方式：1.Wi-Fi接入：Wi-Fi是指利用无线通信技术实现局域网的技术标准，可以通过无线路由器或无线接入设备将互联网信号传输到用户设备上。
用户只需在覆盖范围内连接到相关的Wi-Fi网络，即可实现无线接入。
这种方式的优点是便捷灵活，适用于移动设备、无线传感器等需要频繁移动的场景。
2.移动网络接入：移动网络接入是指利用移动通信技术实现网络接入，如4G、5G等。
用户通过使用移动终端设备，如手机、平板电脑等，连接到移动网络基站，通过移动网络提供的数据传输服务实现网络接入。
面向连接的以太网用于4G移动回传网络作者：Ralph Santitoro，Fujitsu Network Communications公司通过综合无连接以太网和SONET/SDH的优点，面向连接的以太网提供了高带宽利用率、可扩展性、严格的QoS和高可用性，很适合移动回传网。
高速无线数据业务不断激增。
WiFi在家庭和企业中广泛普及，而由宽带4G（第四代）无线技术带来的移动性则预计比WiFi更为普遍。
新的4G无线技术，尤其是长期演进（LTE）技术，将会带来有线电信网络基础设施所无法预计的需求。
这些基础设施是指从基站节点到移动交换中心之间的回传网络，它连接到因特网和话音网。
目前的3G回传网设施，基本上由一个或几个T1或E1电路或微波射频信道连接到基站节点，而每个用户可以使用每秒几百K比特的带宽。
然而4G业务的产生使得每个移动用户可能需要几兆比特每秒的带宽（比每用户一个T1/E1的带宽还高）；由于多个4G移动用户可能需要连接到某一个基站节点，使得目前的T1/E1线路显然不能满足这样的业务需求。
另外，目前大量的无线回传网基础设施均是基于SONET/SDH技术的，是针对传统语音业务而非基于包的4G数据业务而优化的，其信道结构是以50Mbps（SONET）或155Mbps（SDH）粒度为步长。
考虑到数据业务统一计费的要求，移动运营商需要扩展他们的回传网基础设施以满足4G业务的新带宽需求，同时还要提高基础设施的带宽利用率。
移动运营商并不拥有覆盖所有市场的回传网，为了维持或增加利润，他们必须仔细地管理这些租用的回传网以控制每月的运维成本。
图1：面向连接的以太网综合了无连接以太网和SONET/SDH的优点。
移动运营商关注回传基础设施，是由于它会在运行、维护和管理(OAM)层面影响他们的运维成本（OPEX）。
传统的基于TDM的移动回传网络提供固定的连接和最低的可能时延，以及最高的网络可用性和安全性，而且无数据丢失，无线标准也是根据这些网络原则制定的。
2.1 核心层组网模式
核心层部署遵循“总体业务流量迂回最少，网络综合建设成本最低和综合网络安全性最高的原则”。
由图一所示，核心层网络部署思路如下：
（1）EPC CE设备应选择EPC机房作为节点，每个EPC机房设置一对EPC设备分别以口字型对接省会CN2
(3) 汇聚机房为本地核心机楼。
2.2.2 B类路由器网络结构
B类路由器充分利用现有光缆及汇聚层
源，灵活采用“口字型”或双星型上联
(1) 口字型组网可根据接入光缆的归属情况灵活选用“标准成对”或“串联成对”
图1
图2 方式一：IPRAN接入环在骨干节点集中汇聚
该组网模式优缺点如下：
优点：
①IPRAN汇聚节点分散下沉到各个乡镇，业务先通过乡镇B路由器汇聚若干个GE链路，再进入本地网OTN 或10GE链路。
（2）单点双归，已堆叠
先选用该模式进行组网，以避免后期频繁扩容。
（3）链型仅适用于业务量低、光缆无法物理成环条
图3 方式二：IPRAN接入环在各汇聚节点分散汇聚
依照2.2.3中的方式一：IPRAN接入环在骨干节点集中汇聚进行B路由器的布署，根据流量测算，设置在A 城关的2台B路由器采用10GE口字形上联I市ER路由器；依照2.2.3中的方式二：IPRAN接入环在汇聚节点分散汇聚，除A城关的2台B路由器外，乡镇B路由器与汇聚OTN 共址设置，所有B路由器通过GE双星形上联I市ER路由
综上，结合实际情况可验证:方式一适用于本地传送网OTN已下沉至乡镇汇聚层，并基本覆盖较远乡镇，IPRAN 节点（BBU 节点）在50个以内，A路由器在60台以内，IPRAN接入环在10～15个之间的郊区、乡镇等区域。
IXIA：1588V2和SYNCE时钟协议的引入能够帮助运营商灵活实现容量升级罗茜文【摘要】@@ 融合型IP网络测试系统提供商lxia日前宣布,其最新版本的电信级以太网测试解决方案目前正在验证通过电信级以太网网络进行移动回传传输所需的大型IEEE 1588v2和SyncE时钟同步技术,lxia同时宣布IEEE 1588v2精准时钟协议(PTP)于9月27到28日在UNH-IOL进行的2010 ISPCS Plug-fest上成功实现互通.【期刊名称】《移动通信》【年(卷),期】2010(034)021【总页数】1页(P84)【作者】罗茜文【作者单位】【正文语种】中文融合型IP网络测试系统提供商Ixia日前宣布，其最新版本的电信级以太网测试解决方案目前正在验证通过电信级以太网网络进行移动回传传输所需的大型IEEE 1588v2和SyncE时钟同步技术，Ixia同时宣布 IEEE 1588v2精准时钟协议(PTP)于9月27到28 日在UNH-IOL进行的2010 ISPCS Plugfest上成功实现互通。
100GE／40GE的高速以太网发展，以及LTE的发展，都为数据业务的高速发展提供网络基础。
来自Reportlink的研究报告显示，今后每3～5年蜂窝数据速度就会增长10倍。
到2017年，数据流量预计将达到每月1.8艾字节。
Ixia公司市场拓展经理Dave Schneider说，1.8艾字节对今天而言，似乎是一个不可想象的庞大数字。
这么大的数据流量对传统的TDM移动回传提出了严峻的考验，必须对整个回程进行升级，以获得更多带宽，运营商为此付出的将是高成本的升级代价。
Dave Schneider认为，能够降低每连接成本、实现带宽分配细化、并高度标准化的电信级以太网（CE）移动回程为TDM移动回程提供了极佳的替代解决方案。
根据 Infonetics 公司最新的全球服务提供商调查，100%的受访者声称会在 2010 年部署IP/以太网回传网络。
OTN技术衍生新形态助推传输管道走向智能化李允博【期刊名称】《通信世界》【年(卷),期】2011(000)020【总页数】3页(P26-28)【作者】李允博【作者单位】【正文语种】中文今后，OTN应当在有效抑制以太网业务单通故障、继续提升交叉容量、引入控制平面等方面进一步突破。
在通信领域，智能管道的出发点是提升网络承载能力和管道价值。
智能管道对用户而言表现为两点：一是智能管道要能为用户提供有线、无线的一体化融合最优接入，二是能够基于用户、业务、流量等因素实施差异化的服务。
对运营商而言智能管道的优势表现在：一是智能管道能够更多感知用户的行为和消费习惯，为运营商的差异化服务和业务推送提供支撑，二是基于智能管道的资源调度可以有效提升运营商的资源利用率。
光传送网（OTN）技术最初的目标是提升传送网的网络组织能力，为大量GE、2.5Gbit/s、10Gbit/s、40Gbit/s甚至100Gbit/s等大颗粒业务提供传输通道，为客户信号提供在波长/子波长级别的传送、复用、交换和监控能力，在提供丰富带宽的基础上，增强节点汇聚和交叉能力、组网保护和OAM管理能力。
随着近几年新技术的引入，OTN也在向着业务识别、动态调整带宽等智能化方向发展，构建“用户可识别、业务可区分、流量可调控、网络可管理”的智能传输管道。
OTN技术在2009年开始完成向“面向全业务承载”的转变，加强了对以太网业务的承载，OTN技术逐步完善对ODU0、ODU3e2、高阶/低阶光通道数据单元（HO/LO ODU）、通用映射规程（GMP）等技术方案的标准化，使OTN 满足了多业务承载的需求。
同时，OTN也在研究具备分组调度能力，国际上也适时提出E-OTN、P-OTN和MS-OTN的概念。
固网与移动技术的快速发展驱动了带宽需求的增长，带宽需求的爆炸式增长来自于多个方面，包括互联网用户的增长，固网宽带接入提速，视频、IPTV 业务的普及和其它高带宽宽带应用的普及，3G & 4G 移动数据和视频应用的普及，高带宽容量的企业、批发、移动回程业务，基于云的业务提供等等。
中国电信EPON设备技术要求（V2.1修订2）（讨论稿20090908）中国电信集团公司2009年9月概述本修订对《中国电信EPON设备技术要求V2.1》增补了时间同步、ONU发射机电源控制、ONU 掉电保持时间及支持IPv6的相关要求。
具体修订内容如下：Part I 时间同步要求2 规范性引用文件（本节增补以下内容）IEEE1588-2008（IEEE1588v2）Precision Clock Synchronization Protocol for Networked Measurement and Control Systems3 缩略语（本节增补以下内容）1 PPS 1 Pulse Per Second 秒脉冲信号PTP Precision Time Protocol 精确时间协议ToD Time of Day 当前时间（秒以上值）5.2.2 ONU（本节增补以下内容）6）CBU（基站接入单元）型ONU主要用于接入基站，具有多个以太网接口和E1接口，提供以太网/IP业务、TDM业务，主要应用于移动回程的场合。
CBU型ONU具有1PPS+ToD时钟接口，为基站提供时钟和时间同步信号。
CBU型ONU的2种具体形态见表5-6。
表5-6 CBU型ONU的具体形态6.5.4.1 扩展的管理对象（Extended Object Class）（说明：表8中增补clock管理对象。
）根据IEEE802.3的规则，定义如表8所列的扩展的管理对象。
表8 扩展的OAM管理对象6.5.4.3 扩展的属性（对表15增补如下。
）表15 扩展属性（Attribute）及其代码6.5.4.4 扩展的属性的定义（本节中增补以下内容。
）31）T ime Configuration定义：设置时间同步模块的配置和测距信息。
其Variable Container的格式如表6-48所示。
表6-48 Time Configuration的Variable Container格式32) Broadcast Timestamp定义：设置1 PPS脉冲输出的MPCP时间。
以太网的解释以太网(EtherNe t)以太网最早由X e rox（施乐）公司创建，在1980年，D EC、lntel和X erox三家公司联合开发成为一个标准，以太网是应用最为广泛的局域网，包括标准的以太网(10Mbit/s)、快速以太网(100Mbit/s)和10G(10Gbit/s)以太网，采用的是CSMA/CD访问控制法，它们都符合IEEE802.3IEEE 802.3标准它规定了包括物理层的连线、电信号和介质访问层协议的内容。
以太网是当前应用最普遍的局域网技术。
它很大程度上取代了其他局域网标准，如令牌环、FDDI和AR CNET。
历经100M以太网在上世纪末的飞速发展后，目前千兆以太网甚至10G以太网正在国际组织和领导企业的推动下不断拓展应用范围。
历史以太网技术的最初进展来自于施乐帕洛阿尔托研究中心的许多先锋技术项目中的一个。
人们通常认为以太网发明于1973年，当年罗伯特.梅特卡夫(RobertMetcalf e)给他PARC的老板写了一篇有关以太网潜力的备忘录。
但是梅特卡夫本人认为以太网是之后几年才出现的。
在1976年，梅特卡夫和他的助手David Boggs发表了一篇名为《以太网：局域计算机网络的分布式包交换技术》的文章。
1979年，梅特卡夫为了开发个人电脑和局域网离开了施乐，成立了3Com公司。
3com 对迪吉多, 英特尔, 和施乐进行游说，希望与他们一起将以太网标准化、规范化。
这个通用的以太网标准于1980年9月30日出台。
当时业界有两个流行的非公有网络标准令牌环网和AR CNET，在以太网大潮的冲击下他们很快萎缩并被取代。
而在此过程中，3Com也成了一个国际化的大公司。
梅特卡夫曾经开玩笑说，Jerry Saltzer为3Com的成功作出了贡献。
以太网技术进驻移动回程线路
从局域网到城域网，再到广域网，以太网技术自创立以来，一直在不断扩展自己的应用领域，并一步步发展成当前热门的运营商级以太网。
每向前跨进一步，以太网技术都会遇到这样的挑战：“你无法用以太网实现那种功能……”城域以太网论坛(MEF)的职责似乎就是不断制定各种标准，并制定相关的认证计划，用实际行动来证明――你可以用以太网实现“那种功能”。
MEF18认证计划上马
自2002年以来，城域以太网论坛开始不断向整个通信行业发起一系列挑战，从MEF9到MEF14，每次相关标准及认证计划的推出都会在电信行业产生重大的影响，推动以太网技术在包括运营商网络在内的广阔领域里普及应用。
2008年1月10日，经过两年多的筹备，城域以太网论坛又宣布推出MEF18以太网电路仿真服务（CESoETH）认证计划。
该认证计划由一组严格的“真实世界”仿真测试组成，将向服务提供商、设备厂商、企业与最终用户保证，CESoETH系统与服务能够与以太网电路仿真服务MEF规范相互兼容，从而使移动运营商得以采用标准的运营商级以太网技术来部署其移动回程线路。
“这次我们面临的挑战是如何应对移动应用需求日益增长形成的压力，提供一种成本低廉的移植路径，由现有移动
回程线路网络向全IP运营商级以太网解决方案移植――这是自然的选择，因为它的扩张性将流量与资本和运营支出分离开来，因此运营商能够以较低的成本处理视频和数据流量的急剧增长。
”MEF总裁陈子南在发布会上指出。
鉴于这种趋势，MEF于2006年7月成立了一个移动回程线路营销工作组，进行必要的准备研究，参加贸易博览会，与行业分析师和电信界保持联系，然后于2007年2月成立技术工作组，与MEF和其他相关组织一起为移动运营商回程线路网络、运营商级以太网服务制定一个“服务执行协议”。
该协议涉及的主题包括CoS与性能建议、同步、以太网OAM、保护、容错和UNI类型定义，协议草案已于2007年第4季度获得批准，并将构成一系列“移动回程线路互操作性测试活动”的基础。
“MEF18认证计划通过共334项严格测试为运营商级以太网提供高度可靠性，可以解决大量的关键性缺陷，如延时、数据包丢失等，并能够以完全可重复的方式引入缺陷，是业内第一个此类测试平台。
”陈子南在接受采访时告诉记者。
据了解，2008年MEF将与欧洲高级网络测试中心(EANTC)联合举办一系列多供应商互操作性活动，以证明运营商级以太网解决方案在移动回程线路中的实用性。
让移动回程成本更低廉
移动通信市场的飞速发展，一方面为移动运营商带来迅
速增长的用户与收入，另一方面也带来激烈的竞争和不断增加的网络流量压力。
随着3G、移动宽带、移动视频等创新服务的日渐普及，运营商还要面临瞬间爆发的高峰流量和带宽需求等挑战。
回程线路成本已经成为不少移动运营商所面临的最大难题。
回程线路网络由边缘蜂窝基站，一直扩张到基站控制器或无线网络控制器与城域网中的所有其他1～3层传输、聚合与交换元件――核心交换网络除外。
根据Heavy Reading的“2006移动运营商回程线路策略”报告显示，主要应用
HSDPA/EV-DO配置的运营商计划在每个基站使用大约4条T1/E1回程线路电路，并考虑在将来使用多达10条此类电路来满足服务需求。
该报告得出结论，如果无法降低回程线路的成本，移动运营商的运营利润很快就会恶化。
据ABI Research预测，全球回程线路成本将由2007年的140亿美元增长至2012年的230亿美元。
当前移动运营商普遍采用的TDM回程线路面临许多挑战：首先是扩张性，TDM是一种固定容量、基于端口的技术，并不能进行有效扩张，特别是无法针对许多IP应用程序的短期容量变化需求进行扩张; 其次，在急速发展的商业环境中缺乏灵活性，是TDM面临的第二项挑战，旧式的边缘设备功能单一，因而需要不断对硬件和软件进行升级，如果不进行协议转换，它就无法支持新的IP服务。
人们于是将目光投向新兴的运营商级以太网技术，它似乎是以IP为中心的回程线路基础架构的一个理想选择。
运营商级以太网技术易扩张，容量可迅速、实时地分配到任何出现临时拥堵的区域，支持一系列运营商级服务，包括电路仿真服务、TDMoIP、专用与虚拟私有线路、私有LAN/WAN、SIP中继、互联网访问、V oIP和任何模式下的视频传送，可实时运作消息包与虚拟连接服务，允许将递增基准降至电路水平，提供详细的网络与应用程序性能统计，以及预测问题的可能性。
Infonetics Research研究公司高级分析师Mike Howard指出：“2006年，以太网仅占移动回程路线总收入的1%; 但到2010年，预计这一比例将猛增至41%――等同于25亿美元的市场潜力。
每条专用线路PDH和ATM over PDH 的成本大约是新型有线回程线路（以太网、DSL、电缆、PON）的2.5倍。
”
运营商级以太网提供可扩张性、延展性、可控制性、可靠性、性能保障、按需带宽、CoS、市场时机、风险减轻、可预测性与易执行性。
与传统的基础架构不同，其边缘终端可轻易进行扩张，且经济模型不会受到影响。
无论是移动回程线路，还是城域传输网络，运营商们都面临着运营商级以太网这个鼓励创新、降低成本并提高可靠性的新选择。
