请问高手,以太网是怎么回事啊?

作者&投稿:载晴 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
以太网是怎么回事~


以太网是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准,组建于七十年代早期。Ethernet(以太网)是一种传输速率为10Mbps的常用局域网(LAN)标准。在以太网中,所有计算机被连接一条同轴电缆上,采用具有冲突检测的载波感应多处访问(CSMA/CD)方法,采用竞争机制和总线拓朴结构。基本上,以太网由共享传输媒体,如双绞线电缆或同轴电缆和多端口集线器、网桥或交换机构成。在星型或总线型配置结构中,集线器/交换机/网桥通过电缆使得计算机、打印机和工作站彼此之间相互连接。

以太网具有的一般特征概述如下:

共享媒体:所有网络设备依次使用同一通信媒体。

广播域:需要传输的帧被发送到所有节点,但只有寻址到的节点才会接收到帧。

CSMA/CD:以太网中利用载波监听多路访问/冲突检测方法(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection)以防止 twp 或更多节点同时发送。

MAC 地址:媒体访问控制层的所有 Ethernet 网络接口卡(NIC)都采用48位网络地址。这种地址全球唯一。

Ethernet 基本网络组成:

共享媒体和电缆:10BaseT(双绞线),10Base-2(同轴细缆),10Base-5(同轴粗缆)。

转发器或集线器:集线器或转发器是用来接收网络设备上的大量以太网连接的一类设备。通过某个连接的接收双方获得的数据被重新使用并发送到传输双方中所有连接设备上,以获得传输型设备。

网桥:网桥属于第二层设备,负责将网络划分为独立的冲突域获分段,达到能在同一个域/分段中维持广播及共享的目标。网桥中包括一份涵盖所有分段和转发帧的表格,以确保分段内及其周围的通信行为正常进行。

交换机:交换机,与网桥相同,也属于第二层设备,且是一种多端口设备。交换机所支持的功能类似于网桥,但它比网桥更具有的优势是,它可以临时将任意两个端口连接在一起。交换机包括一个交换矩阵,通过它可以迅速连接端口或解除端口连接。与集线器不同,交换机只转发从一个端口到其它连接目标节点且不包含广播的端口的帧。

以太网协议:IEEE 802.3标准中提供了以太帧结构。当前以太网支持光纤和双绞线媒体支持下的四种传输速率:

10 Mbps – 10Base-T Ethernet(802.3)

100 Mbps – Fast Ethernet(802.3u)

1000 Mbps – Gigabit Ethernet(802.3z))

10 Gigabit Ethernet – IEEE 802.3ae

以太网简史:

1972年,罗伯特•梅特卡夫(Robert Metcalfe)和施乐公司帕洛阿尔托研究中心(Xerox PARC)的同事们研制出了世界上第一套实验型的以太网系统,用来实现Xerox Alto(一种具有图形用户界面的个人工作站)之间的互连,这种实验型的以太网用于Alto工作站、服务器以及激光打印机之间的互连,其数据传输率达到了2.94Mbps。

梅特卡夫发明的这套实验型的网络当时被称为Alto Aloha网。1973年,梅特卡夫将其命名为以太网,并指出这一系统除了支持Alto工作站外,还可以支持任何类型的计算机,而且整个网络结构已经超越了Aloha系统。他选择“以太”(ether)这一名词作为描述这一网络的特征:物理介质(比如电缆)将比特流传输到各个站点,就像古老的“以太理论”(luminiferous ether)所阐述的那样,古代的“以太理论”认为“以太”通过电磁波充满了整个空间。就这样,以太网诞生了。

最初的以太网事一种实验型的同轴电缆网,冲突检测采用CSMA/CD 。该网络的成功,引起了大家的关注。1980年,三家公司(数字设备公司、Intel公司、施乐公司)联合研发了10M以太网1.0规范。最初的IEEE802.3即基于该规范,并且与该规范非常相似。802.3工作组于1983年通过了草案,并于1985年出版了官方标准ANSI/IEEE Std 802.3-1985。从此以后,随着技术的发展,该标准进行了大量的补充与更新,以支持更多的传输介质和更高的传输速率等。

1979年,梅特卡夫成立了3Com公司,并生产出第一个可用的网络设备:以太网卡(NIC), 它是允许从主机到IBM终端和PC机等不同设备相互之间实现无缝通信的第一款产品,使企业能够以无缝方式共享和打印文件,从而增强工作效率,提高企业范围的通信能力。

以太网和IEEE802.3:

以太网是Xerox公司发明的基带LAN标准。它采用带冲突检测的载波监听多路访问协议(CSMA/CD),速率为10Mbps,传输介质为同轴电缆。以太网是在20世纪70年代为解决网络中零散的和偶然的堵塞而开发的,而IEEE802.3标准是在最初的以太网技术基础上于1980年开发成功的。现在,以太网一词泛指所有采用CSMA/CD协议的局域网。以太网2.0版由数字设备公司、Intel公司和Xerox公司联合开发,它与IEEE802.3兼容。

以太网和IEEE802.3通常由接口卡(网卡)或主电路板上的电路实现。以太网电缆协议规定用收发器将电缆连到网络物理设备上。收发器执行物理层的大部分功能,其中包括冲突检测及收发器电缆将收发器连接到工作站上。

IEEE802.3提供了多种电缆规范,10Base5就是其中的一种,它与以太网最为接近。在这一规范中,连接电缆称作连接单元接口(AUI),网络连接设备称为介质访问单元(MAU)而不再是收发器。

1.以太网和IEEE802.3的工作原理

在基于广播的以太网中,所有的工作站都可以收到发送到网上的信息帧。每个工作站都要确认该信息帧是不是发送给自己的,一旦确认是发给自己的,就将它发送到高一层的协议层。

在采用CSMA/CD传输介质访问的以太网中,任何一个CSMA/CDLAN工作站在任何一时刻都可以访问网络。发送数据前,工作站要侦听网络是否堵塞,只有检测到网络空闲时,工作站才能发送数据。

在基于竞争的以太网中,只要网络空闲,任一工作站均可发送数据。当两个工作站发现网络空闲而同时发出数据时,就发生冲突。这时,两个传送操作都遭到破坏,工作站必须在一定时间后重发,何时重发由延时算法决定。

2.以太网和IEEE802.3服务的差别

尽管以太网与IEEE802.3标准有很多相似之处,但也存在一定的差别。以太网提供的服务对应于OSI参考模型的第一层和第二层,而IEEE802.3提供的服务对应于OSI参考模型的第一层和第二层的信道访问部分(即第二层的一部分)。IEEE802.3没有定义逻辑链路控制协议,但定义了几个不同物理层,而以太网只定义了一个。

IEEE802.3的每个物理层协议都可以从三方面说明其特征,这三方面分别是LAN的速度、信号传输方式和物理介质类型。

以太网的解释
以太网(EtherNet) 让读者更易理解,读时有个参考的东西。
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IEEE802.3。 IEEE 802.3标准 IEEE802.3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。 常见的802.3应用为: 10M: 10base-T (铜线UTP模式) 100M: 100base-TX (铜线UTP模式) 100base-FX(光纤线) 1000M: 1000base-T(铜线UTP模式)
编辑本段历史
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。1977年底,梅特卡夫和他的合作者获得了“具有冲突检测的多点数据通信系统”的专利,多点传输系统被称为CSMA/CD(带冲突检测的载波侦听多路访问)。从此标志以太网的诞生。 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 以太网插头
[1]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。这种情况也导致了另一种说法“以太网不适合在理论中研究,只适合在实际中应用”。也许只是句玩笑话,但这说明了这样一个技术观点:通常情况下,网络中实际的数据流特性与人们在局域网普及之前的估计不同,而正是因为以太网简单的结构才使局域网得以普及。梅特卡夫和Saltzer曾经在麻省理工学院 MAC项目(Project MAC)的同一层楼里工作,当时他正在做自己的哈佛大学毕业论文,在此期间奠定了以太网技术的理论基础。 它不是一种具体的网络,是一种技术规范。 该标准定义了在局域网(LAN)中采用的电缆类型和信号处理方法。以太网在互联设备之间以10~100Mbps的速率传送信息包,双绞线电缆10 Base T以太网由于其低成本、高可靠性以及10Mbps的速率而成为应用最为广泛的以太网技术。直扩的无线以太网可达11Mbps,许多制造供应商提供的产品都能采用通用的软件协议进行通信,开放性最好。
编辑本段以太网的分类和发展
一、标准以太网
以太网
开始以太网只有10Mbps的吞吐量,使用的是带有冲突检测的载波侦听多路访问(CSMA/CD,Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection)的访问控制方法,这种早期的10Mbps以太网称之为标准以太网。以太网可以使用粗同轴电缆、细同轴电缆、非屏蔽双绞线、屏蔽双绞线和光纤等多种传输介质进行连接,并且在IEEE 802.3标准中,为不同的传输介质制定了不同的物理层标准,在这些标准中前面的数字表示传输速度,单位是“Mbps”,最后的一个数字表示单段网线长度(基准单位是100m),Base表示“基带”的意思,Broad代表“宽带”。 ·10Base-5 使用直径为0.4英寸、阻抗为50Ω粗同轴电缆,也称粗缆以太网,最大网段长度为500m,基带传输方法,拓扑结构为总线型;10Base-5组网主要硬件设备有:粗同轴电缆、带有AUI插口的以太网卡、中继器 、收发器、收发器电缆、终结器等。 ·10Base-2 使用直径为0.2英寸、阻抗为50Ω细同轴电缆,也称细缆以太网,最大网段长度为185m,基带传输方法,拓扑结构为总线型;10Base-2组网主要硬件设备有:细同轴电缆、带有BNC插口的以太网卡、中继器、T型连接器 、终结器等。 ·10Base-T 使用双绞线电缆,最大网段长度为100m,拓扑结构为星型;10Base-T组网主要硬件设备有:3类或5类非屏蔽双绞线、带有RJ-45插口的以太网卡、集线器、交换机、RJ-45插头等。 · 1Base-5 使用双绞线电缆,最大网段长度为500m,传输速度为1Mbps; ·10Broad-36 使用同轴电缆(RG-59/U CATV),网络的最大跨度为3600m,网段长度最大为1800m,是一种宽带传输方式; ·10Base-F 使用光纤传输介质,传输速率为10Mbps。
二、快速以太网
以太网协议
随着网络的发展,传统标准的以太网技术已难以满足日益增长的网络数据流量速度需求。在1993年10月以前,对于要求10Mbps以上数据流量的LAN应用,只有光纤分布式数据接口(FDDI)可供选择,但它是一种价格非常昂贵的、基于100Mpbs光缆的LAN。1993年10月,Grand Junction公司推出了世界上第一台快速以太网集线器Fastch10/100和网络接口卡FastNIC100,快速以太网技术正式得以应用。随后Intel、SynOptics、3COM、BayNetworks等公司亦相继推出自己的快速以太网装置。与此同时,IEEE802工程组亦对100Mbps以太网的各种标准,如100BASE-TX、100BASE-T4、MII、中继器、全双工等标准进行了研究。1995年3月IEEE宣布了IEEE802.3u 100BASE-T快速以太网标准(Fast Ethernet),就这样开始了快速以太网的时代。 快速以太网与原来在100Mbps带宽下工作的FDDI相比它具有许多的优点,最主要体现在快速以太网技术可以有效的保障用户在布线基础实施上的投资,它支持3、4、5类双绞线以及光纤的连接,能有效的利用现有的设施。 快速以太网的不足其实也是以太网技术的不足,那就是快速以太网仍是基于CSMA/CD技术,当网络负载较重时,会造成效率的降低,当然这可以使用交换技术来弥补。 100Mbps快速以太网标准又分为:100BASE-TX 、100BASE-FX、100BASE-T4三个子类。 · 100BASE-TX:是一种使用5类数据级无屏蔽双绞线或屏蔽双绞线的快速以太网技术。它使用两对双绞线,一对用于发送,一对用于接收数据。在传输中使用4B/5B编码方式,信号频率为125MHz。符合EIA586的5类布线标准和IBM的SPT 1类布线标准。使用同10BASE-T相同的RJ-45连接器。它的最大网段长度为100米。它支持全双工的数据传输。 · 100BASE-FX:是一种使用光缆的快速以太网技术,可使用单模和多模光纤(62.5和125um)。多模光纤连接的最大距离为550米。单模光纤连接的最大距离为3000米。在传输中使用4B/5B编码方式,信号频率为125MHz。它使用MIC/FDDI连接器、ST连接器或SC连接器。它的最大网段长度为150m、412m、2000m或更长至10公里,这与所使用的光纤类型和工作模式有关,它支持全双工的数据传输。100BASE-FX特别适合于有电气干扰的环境、较大距离连接、或高保密环境等情况下的适用。 · 100BASE-T4:是一种可使用3、4、5类无屏蔽双绞线或屏蔽双绞线的快速以太网技术。100Base-T4使用4对双绞线,其中的三对用于在33MHz的频率上传输数据,每一对均工作于半双工模式。第四对用于CSMA/CD冲突检测。在传输中使用8B/6T编码方式,信号频率为25MHz,符合EIA586结构化布线标准。它使用与10BASE-T相同的RJ-45连接器,最大网段长度为100米。
三、千兆以太网
千兆以太网技术作为最新的高速以太网技术,给用户带来了提高核心网络的有效解决方案,这种解决方案的最大优点是继承了传统以太技术价格便宜的优点。 千兆技术仍然是以太技术,它采用了与10M以太网相同的帧格式、帧结构、网络协议、全/半双工工作方式、流控模式以及布线系统。由于该技术不改变传统以太网的桌面应用、操作系统,因此可与10M或100M的以太网很好地配合工作。升级到千兆以太网不必改变网络应用程序、网管部件和网络操作系统,能够最大程度地保护投资。此外,IEEE标准将支持最大距离为550米的多模光纤、最大距离为70千米的单模光纤和最大距离为100米的铜轴电缆。千兆以太网填补了802.3以太网/快速以太网标准的不足。 为了能够侦测到64Bytes资料框的碰撞,千兆以太网(Gigabit Ethernet)所支持的距离更短。Gigabit Ethernet 支持的网络类型,如下表所示: 传输介质 距离 1000Base-CX Copper STP 25m 1000Base-T Copper Cat 5 UTP 100m 1000Base-SX Multi-mode Fiber 500m 1000Base-LX Single-mode Fiber 3000m 千兆以太网技术有两个标准:IEEE802.3z和IEEE802.3ab。IEEE802.3z制定了光纤和短程铜线连接方案的标准。IEEE802.3ab制定了五类双绞线上较长距离连接方案的标准。 1. IEEE802.3z IEEE802.3z工作组负责制定光纤(单模或多模)和同轴电缆的全双工链路标准。IEEE802.3z定义了基于光纤和短距离铜缆的1000Base-X,采用8B/10B编码技术,信道传输速度为1.25Gbit/s,去耦后实现1000Mbit/s传输速度。 IEEE802.3z具有下列千兆以太网标准: · 1000Base-SX 只支持多模光纤,可以采用直径为62.5um或50um的多模光纤,工作波长为770-860nm,传输距离为220-550m。 · 1000Base-LX 单模光纤:可以支持直径为9um或10um的单模光纤,工作波长范围为1270-1355nm,传输距离为5km左右。 · 1000Base-CX 采用150欧屏蔽双绞线(STP),传输距离为25m。 2. IEEE802.3ab IEEE802.3ab工作组负责制定基于UTP的半双工链路的千兆以太网标准,产生IEEE802.3ab标准及协议。IEEE802.3ab定义基于5类UTP的1000Base-T标准,其目的是在5类UTP上以1000Mbit/s速率传输100m。 IEEE802.3ab标准的意义主要有两点: (1) 保护用户在5类UTP布线系统上的投资。 (2) 1000Base-T是100Base-T自然扩展,与10Base-T、100Base-T完全兼容。不过,在5类UTP上达到1000Mbit/s的传输速率需要解决5类UTP的串扰和衰减问题,因此,使IEEE802.3ab工作组的开发任务要比IEEE802.3z复杂些。
四、万兆以太网
万兆以太网规范包含在 IEEE 802.3 标准的补充标准 IEEE 802.3ae 中,它扩展了 IEEE 802.3 协议和 MAC 规范,使其支持 10Gb/s 的传输速率。除此之外,通过 WAN 界面子层(WIS:WAN interface sublayer),10千兆位以太网也能被调整为较低的传输速率,如 9.584640 Gb/s (OC-192),这就允许10千兆位以太网设备与同步光纤网络(SONET) STS -192c 传输格式相兼容。 · 10GBASE-SR 和 10GBASE-SW 主要支持短波(850 nm)多模光纤(MMF),光纤距离为 2m 到 300 m 。 10GBASE-SR 主要支持“暗光纤”(dark fiber),暗光纤是指没有光传播并且不与任何设备连接的光纤。 10GBASE-SW 主要用于连接 SONET 设备,它应用于远程数据通信。 · 10GBASE-LR 和 10GBASE-LW 主要支持长波(1310nm)单模光纤(SMF),光纤距离为 2m 到 10km (约32808英尺)。 10GBASE-LW 主要用来连接 SONET 设备时, 10GBASE-LR 则用来支持“暗光纤”(dark fiber)。 · 10GBASE-ER 和 10GBASE-EW 主要支持超长波(1550nm)单模光纤(SMF),光纤距离为 2m 到 40km (约131233英尺)。 10GBASE-EW 主要用来连接 SONET 设备, 10GBASE-ER 则用来支持“暗光纤”(dark fiber)。 · 10GBASE-LX4 采用波分复用技术,在单对光缆上以四倍光波长发送信号。系统运行在 1310nm 的多模或单模暗光纤方式下。该系统的设计目标是针对于 2m 到 300 m 的多模光纤模式或 2m 到 10km 的单模光纤模式。

以太网 就是指现在的互联网

...不了,然后换路由器就能上了,这是怎么回事,求高手
答:问题很简单,交换机必需接在路由器下面,你没有用路由器,直接使用交换机,当然上不了网。主线插在电脑上,我估计这根主线是直接从猫上下来的一条线,这样插在电脑上是需要拨号才能上网的。而你使用了路由器之后,路由器代替了宽带连接拨号功能(应该已经设置好),所以便能直接上网了。。。

求!笔记本电脑联想windows8,以太网问题
答:本地连接 没连接上面么 ? 右击 -我的电脑-管理-设备管理器-网络适配器 。看哈你的网卡驱动在不。如果不在 及用驱动精灵安装。

我家用的以太网,本地连接接上了,可无法上网、数据只有传出,没有传入...
答:★★☆◆▼▲●■此答案属于“和谐”个人,复制可耻★★☆◆▼▲●■2:点击电脑,再打开设备管理器,找到网络适配器点停用,再启动,可能就好了。如果不行,你不要生气!没有憋死的牛,只有愚死的汉;……….3:如果再不行:看看下面方法,不妨采用你感觉可以接受的措施方法,对你的爱机进行彻底...

设备管理器上出现其他设备——以太网控制器,并且出现黄色感叹号和问号...
答:回答:一、驱动不适应或没安装。二、网卡没插好。三、运营商提供的路由器不行了。先反复插拨网卡几次,或用新百元大钞将网卡金手指反复擦拭几次,保证接触良好,如果问题还没解决,就重新安装驱动程序,再不行就是网卡、路由等硬件有问题了。

以太网黄色感叹号?
答:黄色感叹号:表示未连接到inter网,也就是没有外网。原因:一、配置了静态IP地址,但IP地址与路由器不在同一网段(在你路由器能上网的情况下)二、你路由器本身没有连接外网,所以不能上网 三、光猫故障 解决办法:一、检查本地链接的配置,使用DHCP自动获得,dns自动获得 二、检查路由器配置,检查外网...

我问一下电脑高手,以太网没有有效的IP地址,怎么办?现在连不上网,错误...
答:外部线路故障找运营商解决,在外部线路一切正常的情况下 XP系统偶尔出现这种情况可能是动态IP地址冲突,重启电脑即可解决,没解决一直重启电脑或者可以设置静态固定IP地址<方法百度> WIN7系统个人经历过很多次,没找到100%有效解决方法,相对较高的解决方法就是拔掉路由器的电源一段时间重启路由器,解决成功率比较...

电脑连接以太网受限,无线网连接上了但是不能上网,以太网是从路由器
答:如提示连接受限制或无连接,可按以下方法操作:1、打开电脑“控制面板”,点击“网络连接”,选择本地连接,右键点击本地连接图标后选“属性”,在“常规”选项卡中双击“Internet协议 (TCP/IP)”,选择“使用下面的IP地址”,在IP地址中填写“192.168.0.1”,在子网掩码中填写255.255.255.0,其他...

台电a10连接有线宽带显示以太网已连接,为什么还是上不了网?求高手解答...
答:。3、网线需要是路由器分出来的(设置成动态IP和自动拨号)。4、连接操作:以太网网线---调整解调器---路由器---USB以太网卡---OTG线---平板电脑。5、在设置中关闭wifi(上网方式只能同时支持一种),打开以太网。6、平板电脑桌面菜单栏会出现一个本地连接的图标,这时候就可以上网了。

...以太网受限,无线网连接上了但是不能上网,以太网是从路由器上拉的网 ...
答:如电脑宽带连接提示以太网受限,可按以下方法操作:1、打开电脑“控制面板”,点击“网络连接”,选择本地连接,右键点击本地连接图标后选“属性”,在“常规”选项卡中双击“Internet协议 (TCP/IP)”,选择“使用下面的IP地址”,在IP地址中填写“192.168.0.1”,在子网掩码中填写255.255.255.0,...

以太网控制器究竟是什么?
答:以太网控制器也称以太网适配器,就是我们通常称的“网卡”,其安装方法即是插在机器主板的PCI扩展槽里,一般为白色,然后安装所购买网卡中内附的驱动光盘即可。以太网控制器使用一个特定的物理层和数据链路层标准,例如以太网或令牌环来实现通讯所需要的电路系统。这为一个完整的网络协议栈提供了基础,...