以太网技术原理
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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。
简述以太网的介质访问控制方式的原理以太网的介质访问控制(缩写为MAC)方式是计算机网络中重要的一项技术,它通过网络中的介质访问控制(MAC)来控制网络节点之间的数据传输,确保网络传输的安全性和稳定性。
它是一种非常可靠、稳定可行的性能分配方案,在计算机网络中被非常合理地使用。
以太网MAC的原理是使用一种称为广播的机制来确定网络中的每一个节点的位置和资源,以确保它们正确地发送和接收消息。
通过广播,网络中的每个节点都可以将它的信息广播到网络的每一个节点中,以便维护一个全局的视图。
如果一个节点想要发送数据到另一个节点,它只需要根据“知名”发送数据,而不用关心数据是被谁接收的,因为它不会干涉网络中其他节点的活动。
为了支持以太网的介质访问控制,首先要建立一种机制来判断哪些节点可以访问介质,以及何时可以访问介质。
控制访问介质的方式有两种:“轮询”和“轮流”机制。
轮询机制是指,每个网络节点可以在一定的时间间隔内访问介质,而轮流机制是指,每个节点依次访问介质,直到所有的节点都访问完介质,再重新开始循环。
在以太网中,将访问介质的权利交给网络层,并在以太网规范中定义了一种名为“CSMA/CD(也称为CSMA/CA)的介质访问控制方式,即“无线局域网接入控制”。
用CSMA/CD控制介质访问的原理是在节点访问介质之前,首先要检查介质的状态,如果介质被占用,则不能访问,如果介质是空闲的,则可以访问介质,开始发送数据。
为了确保CSMA/CD机制的可靠性和有效性,以太网规范在其中规定了一些技术措施,如“隐含轮询”和“节点竞争”技术。
隐含轮询是指,当一个节点想要发送数据到其他节点时,其他节点会根据一定的时间间隔轮流尝试访问介质,如果有节点占用了介质,则其他节点只能等待,如果介质是空闲的,则可以访问介质,开始发送数据。
节点竞争是指,当一个节点想要发送数据时,它只需要向网络中的其他节点发出“竞争信号”,告诉其他节点它想要访问介质,如果有其他节点也想要访问介质,则会发出“协商信号”,告诉其他节点它也想访问介质,由所有节点共同协商,最终决定谁先访问介质。
以太网的解释以太网(EtherNet)以太网最早由Xerox(施乐)公司创建,在1980年,DEC、lntel和Xerox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ARCNET。
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(Robert Metcalfe)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ARCNET,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。
Saltzer在一篇与他人合著的很有影响力的论文中指出,在理论上令牌环网要比以太网优越。
受到此结论的影响,很多电脑厂商或犹豫不决或决定不把以太网接口做为机器的标准配置,这样3Com才有机会从销售以太网网卡大赚。