以太網(wǎng)。指Xerox公司建立并由Xerox、Intel和DEC公司聯(lián)合開發(fā)的基帶局域網(wǎng)規(guī)范。以太網(wǎng)使用CSMA/CD(載波監(jiān)測(cè)多路瀏覽和沖突檢測(cè)技術(shù))技術(shù)，以10M/S的速度運(yùn)行在各種類型的電纜上。以太網(wǎng)類似于IEEE802.3系列標(biāo)準(zhǔn)。

它不是一個(gè)特定的網(wǎng)絡(luò)，而是一個(gè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

以太網(wǎng)是當(dāng)今局域網(wǎng)最常用的通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。本標(biāo)準(zhǔn)定義了局域網(wǎng)（LAN）電纜類型及信號(hào)處理方法。以太網(wǎng)在互聯(lián)設(shè)備之間以10~100Mbps的速率傳輸信息包，雙絞線電纜100 Base T以太網(wǎng)因其低成本、高可靠性和10Mbps速率而成為應(yīng)用最廣泛的以太網(wǎng)技術(shù)。直接擴(kuò)展的無線以太網(wǎng)可以達(dá)到11mbps，很多制造商提供的產(chǎn)品都可以選擇通用軟件協(xié)議進(jìn)行通信，開放式最好。

△ 以太網(wǎng)連接

拓?fù)浣Y(jié)構(gòu):

總線型：所需電纜少，價(jià)格便宜，管理成本高，不易隔離故障點(diǎn)，選擇互通瀏覽機(jī)制，容易造成網(wǎng)絡(luò)擁堵。早期以太網(wǎng)采用總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，采用同軸電纜作為傳輸介質(zhì)，連接簡(jiǎn)單，通常不需要小型網(wǎng)絡(luò)中的特殊網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，但由于其固有缺陷，逐漸被以集線器和交換機(jī)為核心的星形網(wǎng)絡(luò)所取代。

星形：管理方便，易于擴(kuò)展，需要特殊的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備作為網(wǎng)絡(luò)的核心節(jié)點(diǎn)，需要更多的網(wǎng)絡(luò)線路，對(duì)核心設(shè)置的可靠性要求很高。以專用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（如集線器或交換機(jī)）為核心節(jié)點(diǎn)，局域網(wǎng)主機(jī)通過雙絞線連接到核心節(jié)點(diǎn)，形成星形結(jié)構(gòu)。雖然星形網(wǎng)絡(luò)比總線型需要更多的電纜，但布線和連接器比總線型更便宜。此外，星形拓?fù)渫ㄟ^級(jí)聯(lián)將網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展到大規(guī)模非常方便，因此得到了廣泛的應(yīng)用，并被大多數(shù)以太網(wǎng)采用。

傳輸介質(zhì)：

以太網(wǎng)可以使用多種連接介質(zhì)，包括同軸電纜、雙絞線和光纖。雙絞線主要用于從主機(jī)到集線器或交換機(jī)的連接，而光纖主要用于交換機(jī)之間的水平連接和交換機(jī)到路由器之間的點(diǎn)到點(diǎn)連接。同軸電纜作為早期的主要連接介質(zhì)，已逐漸被淘汰。

接口工作模式：

以太網(wǎng)卡可以在兩種模式下工作：半雙工和雙工。

半雙工：半雙工傳輸模式實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)載波監(jiān)控多瀏覽沖突檢測(cè)。傳統(tǒng)的共享LAN是在半雙工下工作的，只能同時(shí)從一個(gè)角度傳輸數(shù)據(jù)。當(dāng)兩個(gè)方向的數(shù)據(jù)同時(shí)傳輸時(shí)，就會(huì)發(fā)生沖突，降低以太網(wǎng)的效率。

雙工:雙工傳輸采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，這種安排沒有矛盾，因?yàn)樗陔p絞線中使用兩條獨(dú)立的線路，這意味著帶寬沒有安裝新介質(zhì)。例如，在上述車站之間增加了一條并行鐵軌，兩列火車將雙向通行。在雙全工模式下，不能使用矛盾檢測(cè)電路，因此每個(gè)雙全工連接只使用一個(gè)端口，用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接。標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)的傳輸效率可達(dá)50％～60％雙全工在兩個(gè)方向提供100個(gè)帶寬％的效率。

△ 以太網(wǎng)的工作原理

以太網(wǎng)選擇帶沖突檢測(cè)的載波幀聽多路瀏覽（CSMA/CD）機(jī)制。以太網(wǎng)中的節(jié)點(diǎn)可以看到網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送的所有信息，所以我們說以太網(wǎng)是一種廣播網(wǎng)絡(luò)。以太網(wǎng)的工作過程如下：

當(dāng)以太網(wǎng)中的一個(gè)主機(jī)主要傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，它將遵循以下流程:

1、幀輕信道上是否有信號(hào)傳輸。如果是這樣，說明信道處于忙碌狀態(tài)，繼續(xù)幀聽，直到信道空閑為止。

2、如果沒有幀聽到任何信號(hào)，則傳輸數(shù)據(jù)

3、傳輸時(shí)繼續(xù)幀聽。如果發(fā)現(xiàn)矛盾，執(zhí)行退出算法。隨機(jī)等待一段時(shí)間后，重新執(zhí)行步驟1（當(dāng)矛盾發(fā)生時(shí)，涉及矛盾的計(jì)算機(jī)會(huì)發(fā)送擁塞序列，以警告所有節(jié)點(diǎn)）

4、若未發(fā)現(xiàn)矛盾，則發(fā)送成功，計(jì)算機(jī)將返回幀輕信道狀態(tài)。

注：每臺(tái)計(jì)算機(jī)一次只允許發(fā)送一個(gè)包。在嘗試再次傳輸數(shù)據(jù)之前，所有計(jì)算機(jī)必須在最后一次發(fā)送后等待9.6微秒（以10Mbps運(yùn)行）。

△ 幀結(jié)構(gòu)

以太網(wǎng)幀簡(jiǎn)述:

以太網(wǎng)的幀是數(shù)據(jù)鏈路層的封裝，傳輸層的數(shù)據(jù)包被添加到幀頭和幀尾，可以被數(shù)據(jù)鏈路層識(shí)別為數(shù)據(jù)幀(成幀)。雖然幀頭和幀尾使用的字節(jié)數(shù)是固定的，但以太網(wǎng)的長(zhǎng)度也隨著封裝數(shù)據(jù)包大小的差異而變化，其范圍為64～1518字節(jié)(不算8字節(jié)的前導(dǎo)字)。

△ 沖突/沖突域

矛盾（Collision）：在以太網(wǎng)中，當(dāng)兩個(gè)數(shù)據(jù)幀同時(shí)發(fā)送到物理傳輸介質(zhì)并完全或部分重疊時(shí)，就會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)沖突。當(dāng)沖突發(fā)生時(shí)，物理網(wǎng)段上的數(shù)據(jù)不再有效。

沖突域：所有發(fā)送的幀都可以在同一沖突域的每個(gè)節(jié)點(diǎn)收到。

影響矛盾的因素：矛盾是決定以太網(wǎng)性能的關(guān)鍵因素，因?yàn)槊艿拇嬖诖偈箓鹘y(tǒng)以太網(wǎng)負(fù)荷超過40％時(shí)間，效率會(huì)明顯下降。沖突的原因有很多，比如沖突領(lǐng)域的節(jié)點(diǎn)越多，沖突的可能性就越大。此外，如數(shù)據(jù)分組的長(zhǎng)度（以太網(wǎng)的最大幀長(zhǎng)度為1518字節(jié)）、網(wǎng)絡(luò)直徑等因素也會(huì)影響矛盾的產(chǎn)生。因此，當(dāng)以太網(wǎng)規(guī)模增大時(shí)，必須采取措施調(diào)整矛盾的傳播。一般的方法是利用網(wǎng)橋和交換機(jī)將網(wǎng)絡(luò)分段，將一個(gè)大的沖突域劃分為幾個(gè)小的沖突域。

△ 廣播/廣播域

廣播:在數(shù)據(jù)傳輸中，向所有連接的節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息稱為廣播。

廣播域：網(wǎng)絡(luò)中可接收任何設(shè)備發(fā)出的廣播幀的所有設(shè)備集合。

廣播與廣播領(lǐng)域的區(qū)別：廣播網(wǎng)絡(luò)是指無論幀是否發(fā)送到這些節(jié)點(diǎn)，無論網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)都能收到傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀。非目的節(jié)點(diǎn)的主機(jī)雖然收到了數(shù)據(jù)幀，但沒有處理。

廣播是指由廣播幀組成的數(shù)據(jù)流。這些廣播幀以廣播地址（每個(gè)地址為“1”）為目的地址，通知網(wǎng)絡(luò)中的所有計(jì)算機(jī)接收和處理此幀。

△ 共享式以太網(wǎng)

共享以太網(wǎng)的典型代表是使用10Base2/10Base5的總線網(wǎng)絡(luò)和以集線器(集線器) 以設(shè)備為核心的星形網(wǎng)絡(luò)。在使用集線器的以太網(wǎng)中，集線器將許多以太網(wǎng)設(shè)備集中在一個(gè)中央設(shè)備中，這些設(shè)備連接到集線器中相同的物理總線結(jié)構(gòu)中。從本質(zhì)上講，以集線器為核心的以太網(wǎng)與原來的總線以太網(wǎng)沒有根本的區(qū)別。

集線器的工作原理：

集線器不處理或檢查其上的通信量，只通過重復(fù)向其他端口發(fā)送一個(gè)端口接收的信號(hào)來擴(kuò)展物理介質(zhì)。所有連接到集線器的設(shè)備共享相同的介質(zhì)，結(jié)果是它們也共享相同的沖突領(lǐng)域、廣播和帶寬。因此，集線器及其連接的設(shè)備形成了一個(gè)單一的沖突域。如果一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)出一個(gè)廣播信息，集線器會(huì)將廣播傳播給所有與它相連的廣播 節(jié)點(diǎn)，所以它也是一個(gè)單一的廣播域。

集線器的工作特點(diǎn)：

集線器主要用于小型以太網(wǎng)，因?yàn)榧€器通常使用外部電源（有源）來放大其接收的信號(hào)。在某些地方，集線器也被稱為“多端口中繼器”。

集線器和中繼器一樣，都是在物理層工作的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

共享以太網(wǎng)的缺點(diǎn)：因?yàn)樗械墓?jié)點(diǎn)都連接到相同的沖突領(lǐng)域，所有的節(jié)點(diǎn)都可以接受這個(gè)幀，無論一個(gè)幀從哪里來或去哪里。隨著節(jié)點(diǎn)的增加，大量的沖突將導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)性能的急劇下降。集線器只能同時(shí)傳輸一個(gè)數(shù)據(jù)幀，這意味著集線器 所有有端口都應(yīng)共享同一帶寬。

△ 交換式以太網(wǎng)

交換式結(jié)構(gòu)：

在交換式以太網(wǎng)中，交換機(jī)根據(jù)收到的數(shù)據(jù)幀中的MAC地址確定數(shù)據(jù)幀應(yīng)發(fā)送到交換機(jī)的哪個(gè)端口。由于端口之間的幀傳輸相互屏蔽，節(jié)點(diǎn)不害怕自己發(fā)送的幀是否會(huì)與交換機(jī)后其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送的幀發(fā)生沖突。

為什么要用交換網(wǎng)絡(luò)代替共享網(wǎng)絡(luò)：

·減少矛盾：交換機(jī)將矛盾阻擋在每個(gè)端口（每個(gè)端口都是一個(gè)沖突域），避免了矛盾的傳播。

·提高帶寬：接入