以太網是什么？看完明白了【詳細介紹】

以太網是什么?

以太網(Ethernet)最早是由Xerox(施樂)公司創(chuàng)建的局域網組網規(guī)范，1980年DEC、Intel和Xeox三家公司聯(lián)合開發(fā)了初版Ethernet規(guī)范—DIX 1.0，1982年這三家公司又推出了修改版本DIX 2.0，并將其提交給EEE 802工作組，經IEEEE成員修改并通過后，成為IEEE的正式標準，并編號為IEEE 802.3。雖然Ethernet規(guī)范和IEEE 802.3規(guī)范并不完全相同，但一般認為Ethernet和正IEEE 802.3是兼容的。

以太網是應用最廣泛的局域網技術。根據(jù)傳輸速率的不同，以太網分為標準以太網(10Mbit/s)、快速以太網(100Mbis)千兆以太網(1000Mbs)和萬兆以太網(10Gbit/s)，這些以太網都符合IEEE 802.3是兼容的。

1、標準以太網

標準以太網是最早期的以太網，其傳輸速率為10Mbts，也稱為傳統(tǒng)以太網。此種以太網的組網方式非常靈活，既可以使用粗、細纜組成總線網絡，也可以使用雙絞線組成星狀網絡，還可以同時使用同軸電纜和雙絞線組成混合網絡。這些網絡都符合EE8023標準，EEE8023中規(guī)定的一些傳統(tǒng)以太網物理層標準如下。

①10 Base-2：使用細同軸電纜，最大網段長度為185m。

②10 Base-5：使用粗同軸電纜，最大網段長度為500m。

③10 Base-T：使用雙紋線，最大網段長度為100m。

④10 Boad-36：使用同軸電纜，最大網段長度為3600m。

⑤10 Base-F：使用光纖，最大網段長度為2000m，傳輸速率為10Mb/s。

以土標準中首部的數(shù)字代表傳輸速率，單位為Mbis;末尾的數(shù)字代表單段網線長度(基準單位為100m);Base表示基帶傳輸， Broad表示寬帶傳輸。

2、快速以太網

隨著網絡的發(fā)展和各項網絡技術的普及，標準以太網技術已難以滿足人們對網絡數(shù)據(jù)流量和速率的需求。1993年10月以前，人們只能選擇價格昂貴、基于100Mbs光纜的FDD技術組建高標準網絡，1993年10月， Grand Junction公司推出了世界上第一臺快速以太網集線器FastSwitch10/100和百兆網絡接口卡 Fast NIC 100，快速以太網技術正式得到應用。

隨后，Intel、3COM等公司也相繼推出了自己的快速以太網設備，同時EEE802工作組對100Mbi/s以太網的各種標準進行了研究，并于1995年4月發(fā)布了IEEE 802.3u 100Base-T快速以太網標準，快速以太網時代到來。

IEEE 802.3U標準基本保持了標準局域網的規(guī)定，包括幀格式、接口、介質訪問控制方法

( CSMA/CD)等，只是將數(shù)據(jù)傳輸速率從10Mbts提升到了100Mbit/s，又使用了一些新的物理層標準，具體如下所示。

① 100 Base-1X：使用兩對5類屏蔽或非屏蔽雙絞線，一對用于發(fā)送數(shù)據(jù)，一對用于傳輸數(shù)據(jù);使用RJ-45或DB9接口，節(jié)點與集線器的最大距離為100m，支持全雙工。

② 100 Base-T4：使用4對3類、4類或5類雙絞線，3對用于發(fā)送數(shù)據(jù)，1對用于檢測沖突信號;使用R-45連接器，最大網段長度為100m，不支持全雙工。

③ 100Base-FX：使用一對單?；蚨嗄９饫w，一路用于發(fā)送數(shù)據(jù)，一路用于接收數(shù)據(jù);最大網段長度為200m(使用單模光纖時可達2000m)，支持全雙工。此種網絡主要用于搭建主千網，以提升主干網絡傳輸速率。

3、千兆以太網

千兆以太網(GigabitEthernet)也稱為吉比特以太網。1995年11月，IEEE 802.3工作組委任一個高速研究組，以研究將快速以太網速率增至1000Mbls的可行性和方法。1996年6月，IEEE標準委員會批準了千兆以太網方案授權申請，隨后IEE 802.3工作組成立了EEE 802.3z工作委員會，該委員會建立了千兆以太網標準，該標準的主要規(guī)定如下：

① 速率為1000Mbit/s的以太網在通信時的全雙工/伴半雙工操作。

② 使用8023以太網幀格式、CSMA/CD技術。

③ 在一個沖突域中支持一個中繼器。

④ 向下兼容10Base-T和100Base-TIEEE 802.3。

工作組為千兆以太網制定了一系列物理層標準，其中常用的標準如下。

(1)1000 Base-SX：使用芯徑為50m及625m、工作波長為850m的多模光纖，采用8B/10B編碼方式，傳輸距離分別為260m和525m。此標準主要應用于建筑物中同一層的短距離主于網。

(2)1000 Base-LX：使用芯徑為50pm及625m、工作波長為850nm和芯徑為5m、工作波長為1300nm的多模、單模光纖，傳輸距離分別為525m、550m和3000m。此標準主要應用于校園主干網。

(3)1000 Base-CX：使用1500屏蔽雙絞線，采用8B/10B編碼方式，傳輸速率為1.25Gbis，傳輸距離為25m。此標準主要用于集群設備的連接，如一個交換機機房內的設備互聯(lián)。

(4)1000 Base-T：使用4對5類非屏蔽雙絞線，采用PAM5編碼方式，傳輸距離為100m。

此標準主要用于同一層建筑的通信，從而可利用標準以太網或快速以太網已鋪設的非屏蔽雙絞線電纜。

千兆以太網采用光纖作為上行鏈路，用于樓宇間的連接，原本被作為一種交換技術設計，之后被廣泛應用于服務器的連接和主干網中。如今，千兆以太網已成為主流的網絡技術，無論是大型企業(yè)還是中小型企業(yè)，在組建網絡時都會把千兆以太網作為首選高速網絡技術。

4、萬兆以太網

萬兆以太網(10 Gigabit Ethernet，10GE)也稱為10吉比特以太網，是繼千兆以太網之后產生的高速以太網。在千兆以太網的IEEE 802.3Z規(guī)范通過后不久，IEEEE成立了高速研究組(High Speed Study Group，HssG)，該研究組主要致力于10GE的研究。

10GE并非簡單地將千兆以太網的速率提升了10倍，2002年6月，IEEE 802.3ae委員會制定了10GE的正式標準，該標準主要包括以下內容。

① 兼容8023標準中定義的最小和最大以太網幀長度。

②僅支持全雙工方式。

③使用點對點鏈路和結構化布線組建星狀局域網。

④在 MAC/PLS服務接口上實現(xiàn)10Gbs的速度。

⑤定義兩種物理層規(guī)范，即局域網PHY和廣域網PHY。

⑥定義將 MAC/PLS的數(shù)據(jù)傳輸速率對應到廣域網PHY數(shù)據(jù)傳輸速率的適配機制。

⑦定義支持特定物理介質相關接口(PMD)的物理層規(guī)范，包括多模光纖和單模光纖以及相應傳輸距離;支持ISO/C11801第二版中定義的光纖介質類型等。

⑧通過WAN界面子層，10Gbi/s也能被調整為較低的傳輸速率。

此外，10Gbis不再使用銅線，只使用光纖作為傳輸媒介;不再使用 CSMA/CD協(xié)議。千兆以太網仍可使用已有的光纖通道技術，但10GE使用新開發(fā)的物理層。10GE常用的物理層規(guī)范如下。

①10G Base-SR：SR表示" Short Reach"(短距離)，10GBae-SR僅用于短距離連接，該規(guī)范支持編碼方式為64B/66B的短波(850mm)多模光纖，有效傳輸距離為2m~300m。

② 10G Base-LR：LR表示“Long Reach”(長距離)，10 G Base-LR主要用于長距離連接，該規(guī)范支持編碼方式為64B/66B的長波(1310mm)單模光纖，有效傳輸距離為2m~10km，最高可達25km。

④ 10 G Base-ER：ER表示“ Extended Reach”(超長距離，10G Base-ER支持超長波(1550nm)單模光纖，有效傳輸距離為2m~40km。

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