2.2 以太网基础知识

2.2.1 以太网的产生和相关标准

以太网（Ethernet）是在20世纪70年代由Xerox公司Palo Alto研究中心推出的。由于介质技术的发展，Xerox公司可以将许多机器相互连接，形成巨型打印机，这就是以太网的原型。后来，Xerox公司推出了带宽为2Mbit/s的以太网，又和Intel、DEC公司合作推出了带宽为10Mbit/s的以太网，这就是通常所称的以太网Ⅱ或以太网DIX（Digital、Intel和Xerox）。IEEE（美国电气电子工程师学会）下属的802协议委员会制定了一系列局域网标准，其中以太网标准（IEEE802.3）与由Intel、Digital和Xerox推出的以太网Ⅱ非常相似。

随着以太网技术的不断进步与带宽的提升，目前在很多情况下，以太网成为局域网的代名词。

美国电气电子工程师学会在1980年2月组成了一个802协议委员会，制定了一系列局域网方面的标准，主要包括的标准如下。

1）IEEE 802.3：以太网标准。

2）IEEE 802.2：LLC（逻辑链路控制）标准。

3）IEEE 802.3u：100M以太网标准。

4）IEEE 802.3z：1000M以太网标准。

5）IEEE 802.3ab：1000M以太网运行在双绞线上的标准。

6）IEEE 802.3ae：10000M以太网标准。

通常所说的以太网主要是指以下4种以太网技术。

（1）10M以太网

10M以太网主要采用同轴电缆作为传输介质，传输速率达到10Mbit/s，遵循IEEE802.3标准，采用总线拓扑结构，只能在半双工模式下工作，包括10Base-2、10Base-5和10Base-T这3种，其中10Base-T使用双绞线作为传输介质。

（2）100M以太网

100M以太网又称为快速以太网，它是为了提高局域网的传输速率提出来的，主要采用双绞线和光纤作为传输介质，采用星形和树形拓扑结构，传输速率达到100Mbit/s，遵循IEEE802.3u标准，可以在半双工和全双工模式下工作，包括100Base-TX、100Base-FX、100Base-T2和100Base-T4这4种类型，现在常用的是100Base-TX以太网。100M以太网是在10M以太网的基础上发展起来的，同时为了能很好地与10M以太网兼容，方便用户升级改造网络，在100M以太网中使用与10M以太网相同的帧格式。

（3）1000M以太网

1000M以太网称为千兆以太网或吉比特以太网，采用光缆或屏蔽双绞线作为传输介质，传输速率达到1000Mbit/s（1Gbit/s），采用星形和树形拓扑结构，可以工作在半双工和全双工模式；遵循IEEE 802.3z标准的千兆以太网有100Base-CX、100Base-LX和100Base-SX，遵循IEEE 802.3ab标准的千兆以太网有100Base-T。千兆以太网保留了原有以太网的帧结构，所以和10M以太网、快速以太网完全兼容，从而原有的10M以太网或快速以太网可以方便地升级到千兆以太网。

（4）10000M以太网

10000M以太网遵循IEEE 802.3ae标准，其数据传输速率达到10000Mbit/s（10Gbit/s）。万兆以太网具有与各种以太网标准相似的特点，但同时又具有相对于以前几种以太网技术不同的鲜明特点，主要包括以下几点。

1）只支持全双工模式，不支持单工和半双工模式。

2）采用与10M、100M、1000M以太网相同的帧格式。

3）只使用光纤作为传输介质。

4）不支持自协商模式。

5）提供了广域网物理层接口。

以太网以其高度灵活、相对简单、易于实现的特点，成为当今非常重要的一种局域网建网技术。虽然其他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，一些业界主导厂商和标准制定组织正在不断地对以太网规范做出修订和改进。