以太網的工作原理
加入技術交流群
還記得以太網的多路訪問和共享介質意味著線路上的所有站點會收到所有傳輸數據并檢查自己是否是目標接收方嗎？網橋便利用這個特性在各個網段間轉發數據。在上圖中，網橋將網段1和網段2連接在一起。如果站點A或B要發送數據，網橋將收到網段1上傳輸的數據，它應如何響應該流量呢？它可以像轉發器一樣自動將該幀發送到網段2上，但是這并不能減輕堵塞現象，因為網絡現在的行為與單個長網段沒有區別。
網橋的目標在于減少兩個網段上不必要的網絡流量。為了做到這一點，在決定如何處理幀之前，它會檢查幀的目標地址。如果目標地址是站點A或B，那么便無需將幀發送到網段2上。因此，網橋不會執行任何操作。我們可以說，網橋過濾或丟棄了該幀。如果目標地址是站點C或D，或者是一個廣播地址，那么網橋會將該幀傳輸（或者說轉發）到網段2。通過轉發數據包，網橋實現了上圖中所有四臺設備的相互通信。此外，由于網橋可以根據需要過濾掉數據包，在站點A向站點B發送數據的同時，站點C也可以向站點D發送數據，兩個對話可以同時進行！
交換機是比網橋更先進的類似產品，它不僅功能與網橋相當，而且為網絡上的所有節點提供了一個專用網段。為了解決網絡分段造成的問題，以太網網絡使用了網橋。網橋可將兩個（或更多）網段連接在一起，與轉發器一樣能夠提高網絡直徑，但是網橋的不同之處在于它還有助于控制網絡流量。網橋可以發送和接收傳輸的數據，這和其他任何節點一樣，但是它在功能上與標準節點并不相同。網橋不會產生任何自己的流量，因為它與轉發器相同，只是重復它從其他站點那里聽到的內容。（最后一句的表述并不完全準確：網橋會產生一種特殊的以太網幀，使得它們能夠與其他網橋進行通信，但是這并不屬于本文的討論范疇。） 以太網介質
路由器
網橋允許不同網段同時進行對話，從而減少了網絡擁堵，但是它們在對流量進行分段方面存在一些局限。
網橋的一個重要特征便是：它會向所有連接的網段轉發以太網廣播。這種行為很有必要，因為以太網廣播的目標是網絡上的所有節點，但是對于過于龐大的網橋網絡，這種做法也會帶來問題。如果網橋網絡中的大量站點都發送廣播，與所有這些設備處于同一個網段中一樣，會發生嚴重的網絡擁堵。
路由器是一種高級的網絡設備，可以將單個網絡從邏輯上劃分為兩個單獨的網絡。盡管以太網廣播可以通過網橋到達網絡上的所有節點，但是它們無法通過路由器，因為路由器形成了網絡的邏輯邊界。
路由器所基于的協議獨立于具體的網絡技術（如以太網或下文要討論的令牌環網）。它可以將使用不同網絡技術的網絡（不論是局域網還是廣域網）輕松連接在一起。因此，它在將世界各地的設備連接到全球互聯網的工作中得到了廣泛應用。
交換以太網
從外表看起來，現代以太網經常完全不同于其歷史前輩。早期以太網中使用長長的同軸電纜來連接多個站點，而現代化的以太網則使用雙絞線或光纖以放射模式連接站點。早期以太網網絡的傳輸速度為每秒10M，而現代以太網的傳輸速度為100或1,000M！
 |
也許現代以太網中最振奮人心的技術進展應該是交換以太網的使用。交換以太網用針對每個站點的專用網段取代了早期以太網的共享介質。這些網段連接到一臺交換機，該交換機工作起來非常類似于網橋，但是它可以連接眾多的單站點網段。今天的某些交換機可支持數百個專用網段。網段上的設備只有交換機和終端站點，因此站點發送的所有數據到達另一個節點之前，交換機都可以首先得到它。然后，交換機會將該幀轉發到相應的網段，這與網橋的作用一樣，但是因為所有網段都只包含一個節點，所以只有目標節點能夠接收到該幀。這樣在一個交換網絡上就可以同時進行許多對話。
全雙工以太網 以太網的交換技術催生了另一項技術，即全雙工以太網。全雙工是一個數據通信術語，指的是能夠同時發送和接收數據。 早期以太網是半雙工的，也就是說在一個時間只能沿一個方向移動數據。在徹底的交換網絡中，節點只能與交換機通信，而且永遠不會與其他節點直接進行通信。此外，交換網絡還使用雙絞線或光纖，它們在發送和接收數據時使用不同的導線。在這種類型的環境中，以太網站點可以拋棄沖突檢測過程并根據自身需要隨時發送數據，因為它們是唯一能夠訪問介質的設備。因此，在終端站點向交換機發送數據時，交換機也可以向站點發送數據，這就營造了一個無沖突環境。 您可能聽說過“802.3”這個詞，它被用來取代以太網這個術語或與其結合使用。“以太網”最初指的是按照Digital、英特爾和施樂公司的標準建立的網絡。（因此，它也稱作DIX標準。） 1980年2月，電氣及電子工程師學會（IEEE）設立了一個委員會，負責網絡技術的標準化。IEEE將該委員會稱為802工作組，這是以它成立日期的年和月來命名的。802工作組的附屬委員會分別負責網絡技術的不同方面。IEEE使用802.X這樣的數字編號來區分各個附屬委員會，其中的X代表每個附屬委員會的唯一編號。802.3工作組對CSMA/CD網絡進行了標準化，該網絡的運作方式與DIX以太網相同。 以太網和802.3在術語和幀的數據格式上略有不同，但是在大部分方面都完全相同。現在，以太網這個術語已經成為了對DIX以太網和IEEE802.3標準的統稱。 可替代以太網的最常見局域網技術是由IBM開發的一種網絡技術，稱作令牌環。以太網通過各次傳輸之間的隨機空隙來控制對介質的訪問，而令牌環網則采用一種嚴格的順序訪問方法。令牌環網將節點在邏輯上排列為一個環形，如下圖所示。節點圍繞該環沿一個方向轉發幀，并且在轉發一整圈后將該幀刪除。 令牌環網中的節點不偵聽載波信號或檢測沖突，使用令牌幀的目的就在于保證站點能夠發送數據幀而無需擔心其他站點的干擾。由于在沿著環傳遞令牌之前站點只能發送一個數據幀，所以環中的所有站點都會被輪到，從而能夠公平地輪流進行通信。令牌環網的數據傳輸速率通常為4或16M。 光纖分布數據接口（FDDI）是另外一種令牌傳遞技術，它使用一對光纖環，兩個環以相反方向各自傳遞一個令牌。FDDI網絡的傳輸速度為100M，這使它們成為了當時最流行的高速網絡。但是隨著更便宜、更易于管理的100M以太網的出現，FDDI已經日趨衰落。 異步傳輸模式 我們要介紹的最后一種網絡技術是異步傳輸模式，即ATM。ATM網絡模糊了局域網和廣域網之間的界限，它能夠連接多種不同設備，而且具有高可靠性和高速度，即便是橫跨整個國家/地區也是如此。ATM網絡不但適于傳輸數據，而且適于傳輸語音和視頻數據，因此用途廣泛且易于擴展。ATM盡管并沒有像當初預計那樣迅速地為人接受，但仍然是一種能滿足未來需要的可靠網絡技術。 以太網目前仍然受到廣泛歡迎。30年來，以太網標準得到了整個行業的廣泛接受，它廣為人知并被人深刻理解；這使得其配置和故障排除過程都很輕松。隨著其他技術的不斷進步，以太網也將與時俱進，在速度和功能上更上一層樓。
以太網還是802.3？
令牌環
評論