乙太網

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乙太網(Ethernet)

目錄

乙太網的概述[1]

  乙太網最初出現於20世紀60年代末,其早期的核心設計思想是多個設備共用傳輸通道。乙太網這個概念被正式提出還是在1973年,它源於該技術的研製人之一Metcalfe所寫的一篇備忘錄,其中有一句話是“電磁輻射是可以通過發光的以太來傳播的”。乙太網的最初傳輸速率被定為2.94Mbps。1980年,由DEC公司Intel公司和Xerox公司i方組成的企業聯盟(DIX)共同研究起草制定了乙太網規範。後來它被作為IEEE802.3標準,併為電氣電子T程師學會(IEEE)所採納,成為國際上公認的標準

乙太網的特點[2]

  乙太網的優點主要表現在四個方面:廉價的適配器卡、容易安裝、廣泛使用、速率高。缺點主要表現在兩個方面:重負荷下性能惡劣、很難跟蹤錯誤。

乙太網的分類[2]

  傳統乙太網

  1.10Base5

  粗纜乙太網10Base5使用直徑為10ram的粗同軸電纜(粗纜)為傳輸介質,電纜兩端需要一個500的終端電阻,允許每個網段連接100個節點。10Base5使用匯流排型拓撲結構,所有的節點都要通過一粗纜進行連接,一條電纜的最大長度為500m。10Base5網路的最大直徑為2500m,即可以由4個中繼器連接5段500m長的網線。有無法實現交換和全雙工通信、維護困難、故障排除不方便等缺點。

  2.10Base2

  細纜乙太網10Base2允許每段連接30個節點,最大長度為185m。由4個中繼器連接5段網線,網路的最大直徑為925m。細纜乙太網是一種匯流排型網路結構。匯流排上任何一個節點出現故障,均會影響整個網段的正常工作;故障的排除較困難,無法實現交換和全雙工通信。

  3.10Base—T

  雙絞線乙太網10Base—T雙絞線乙太網使用兩對非屏蔽雙絞線(3類或3類以上),其中一對用來發送數據,另一對用來接收數據。10Base—T也使用4個中繼器連接5段100m網線,從而使網路最大範圍達到500m。

  4.10Base—F

  光纖乙太網10Base。F光纖乙太網使用兩根光纖進行通信,其中一根光纖用來傳送數據,另一根光纖用來接收數據。一條線最大長度為2000m。

  非傳統乙太網

  5.快速乙太網

  1992年傳輸速度為100Mbit/s的快速乙太網問世。100Base—T是IEEE正式接受的100Mbit/s乙太網規範,它採用非屏蔽雙絞線(trrP)或屏蔽雙絞線(sTP)作為網路介質,被IEEE作為802.3規範的補充標準802.3u公佈。100Base.T沿用了IEEE802.3規範所採用的CSMA/CD技術。

  100Base—T還提供了10Mbit/s和100Mbit/s兩種網路傳輸速率的自適應功能,實現了10Base—T和100Base—T兩種不同網路環境的共存和平滑過渡。

  5.1.100Base.TX5類UTP快速乙太網100Base.

  TX快速乙太網使用兩對非屏蔽雙絞線(5類或5類以上)作為傳輸介質,一對用來發送數據,一對用來接收數據。100Base—TX快速乙太網採用4B/5B編碼演算法,其工作頻率為125MHz。與10Base-T一樣,使用8針的RJ-45連接器,為從10Base—T升級到100Base—TX提供了便利條件。

  5.2.100Base.FX光纖快速乙太網

  100Base—FX光纖快速乙太網使用多模光纖或單模光纖作為傳輸介質,使用ST或SC連接器連接網卡集線器、交換機。光纖連接的最大長度為使用多模光纖可達2000m,單模光纖可達10km。使用4B/5B編碼演算法。

  5.3.100Base—T4UTP快速乙太網

  100Base-T4使用4對3類或3類以上的非屏蔽雙絞線作為傳輸介質。其中,3對線用來同時傳送數據,第4對線則用做衝突檢測時的接收通道。沒有單獨專用的發送和接收線,所以不可能實現全雙工通信。

  5.4.100Base—T2UTP快速乙太網

  使用兩對3類或3類以上的UTP,一對線用於發送數據,另一對線用於接收數據,使全雙工通信成為可能。與100Base—T2相關的介面電路的設計非常複雜,在區域網中很少使用。

  5.5.100VG—AnyLAN標準

  100VG—AnyLAN的標準是100Mbit/s令牌環網和採用對uTP作為網路介質的乙太網的技術規範。可提供100Mbit/s的數據傳輸速率,能夠實現語音級的通信,既有傳統乙太網的特點,又有令牌網的特點。

  6. 千兆乙太網

  1998年6月推出的802.3Z中規定了使用光纖作為傳輸介質的標準1000Base.SX和1000Base.LX,使用雙絞線的標準1000Base—TX和使用同軸電纜的標準1000Base.CX。目前,1000Mbit/s乙太網主要用於交換機到伺服器的升級、交換機到交換機的升級、交換式快速乙太網主幹網部分的升級和高性能工作站的升級四個方面。千兆乙太網最大的優點在於它對現有乙太網的兼容性。由於千兆乙太網是傳統乙太網技術的擴展和延伸,因此成為當前區域網和城域網建設中的骨幹網路的首選技術。

  7. 10G乙太網

  IEEE在1999年成立了專門的工作小組,負責10Gbit/s乙太網標準的制定工作。10Gbit/s乙太網採用IEEE802.3乙太網介質訪問控制(MAC)協議、幀格式和幀長度,無論在技術上還是應用上都保持了高度的兼容性。10Gbit/s乙太網與全雙工快速乙太網和千兆乙太網一樣,是以全雙工模式工作的。由於萬兆乙太網仍是乙太網;只是在網路速度上進行了大幅度的提升,因此原來的乙太網用戶對現有的網路結構不需調整就可以實現10Gbit/s的連接速度。

乙太網的工作原理[2]

  乙太網的工作原理乙太網中採用載波監聽多路訪問/衝突檢測(CSMA/CD)機制來避免可能發生的衝突。當某工作站發送數據時,首先會檢查目前傳輸媒體上是否有其他工作站正在發送數據;若發現通道空閑,則立即發送數據;並再檢查是否有其他工作站也要發送數據,若有其他工作站也要發送數據,則會造成衝突;若沒有,則繼續發送並檢測有無衝突,直至發送完成。當發送數據產生衝突時,則立即停止發送,而要接收數據的工作站,會放棄此筆數據,各要發送數據的工作站會等待一段隨機時間後,再準備重新發送數據。在使用CSMA/CD的網路中,吞吐量隨著通信流量的增長而降低。

  乙太網經歷了三個不同的技術時代:

  乙太網/IEEE802.3:傳統乙太網採用同軸電纜作為網路媒體,傳輸速率達到10Mbit/s。

  100Mbit/s乙太網(快速乙太網):採用雙絞線作為網路介質,傳輸速率達到100Mbit/s。

  1000Mbit/s乙太網(千兆乙太網):採用光纜或雙絞線作為網路介質,傳輸速率達到1Gbit/s。

  隨著乙太網技術的發展,下一代乙太網的目標將是萬兆乙太網。

參考文獻

  1. 劉晶璘.電腦網路概論.高等教育出版社,2008.10.
  2. 2.0 2.1 2.2 新夫,範曉靜,任利軍.網路編輯實用教程:助理網路編輯師.海洋出版社,2008.10.
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