各类以太网介绍

1. 各类以太网介绍

 不再是使用CSMA/CD（因为这个时候发送方和接收方不需要竞争信道）   前提条件：   发送和接收信道必须使用分离的网络介质；任两个节点间需配备专门的链路；网卡和网络交换机必须支持全双工方式   主要应用场合：   交换机到交换机的连接，它们之间通常有较远的距离；交换机到服务器的连接，以提高通往服务器链路的带宽；长距离节点间的连接
   概念：速率达到或超过100Mb/s的以太网   在双绞线上传送100Mb/s基带信号的星型拓扑以太网，仍使用IEEE802.3的CSMA/CD协议。100BASE-T以太网又称为快速以太网
   快速以太网特点：   • MAC帧格式仍然是802.3标准规定的（在相同的带宽以及相同的物理媒介的前提下，编码方案的不同可以改变数据传输速率）。   • 保持最短帧长不变，但讲一个网段的最大电缆长度减小到100m（总线型拓扑结构粗缆时最大电缆长度为500m，细缆时为185m，在传统以太网星型拓扑结构时主机或者网卡连接点跟集线器的端口之间的连接距离为100m）。   • 帧间时间间隔从原来的9.6微秒改为现在的0.96微秒。   • 三种物理层类型为100BASE-TX，100BASE-FX，100BASE-T4
    100BASET和10BASET比较    
                                           
   曼彻斯特编码效率为1/2（传输一个01数据位，位中间要经过两次跳变），因此10BASE-T：20MHz x 1 x 1/2=10 （1代表1对发送线对）
   100BASE-TX不用曼彻斯特编码的原因：   如果采用曼彻斯特编码的话意味着信号频率为200MH。200MHz对于五类双绞线在一百多米这个距离以内很难提供这么大的网络带宽。4B/5B编码方案不会出现连续的0或者1，会出现跳变，也就是不会出现直流分流   4B/5B编码：指的是4字节/5字节的局部光纤，即用5位数字表示4位数字，编码效率为   4/5=80%   因此125MHz x 1 x 80%=100
                                           ☆光信号传播的衰减比电信号传输衰减要小很多
   8B/6T编码：   把4个数据位映射到3个信号状态（每一个是3进制的）。4个数据位的0,1状态组合有16种（2的4次方，几进制底数就为几，有几位幂就为几），3进制的3个状态组合为27种（3的3次方）   任何的一个4位的2进制的都会映射到唯一的3进制的3个信号状态里。截取同时时间的3个电平状态，单根线上的电压没有意义，必须要三根组合才能表示数据位   因此25MHz x 3 x 8/6 = 100
                                           1,4是单独的信道，但是2和3是共享的信道，也就是在左→右发送数据的时候，因为2和3被占用，因此此时不能从右→左发送数据，所以不能实现全双工
   支持全双工和半双工两种方式，使用802.3协议规定的帧格式，在半双工方式下使用CSMA/CD协议，与10BASE-T和100BASE-T技术向后兼容（以太网的自适应技术）   物理层类型   • 1000BASE-X 基于光纤通道的物理层   1000BASE-SX SX表示短波长   1000BASE-LX LX表示长波长   1000BASE-CX CX表示铜线   • 1000BASE-T 使用4对5类线UTP（4对线都用）
   之前说过，最短帧长度为64字节，在10M以太网中，可以保证传输时间为51.2微秒，但是到千兆以太网的时候，因为速率为10M以太网的100倍，因此一个帧的传输时间仅为51.2微秒的100分之一，这里的时间是端对端的广播延迟时间，如果时间大大缩短，那么传输距离也会大大缩短，如果不做特殊处理，那么千兆网的最远两个节点的距离仅为20m，不足以达到组网的距离。如果想让千兆以太网也能够达到网络的组网的跨距，有如下方法：
    载波扩展    根本目的在于扩展网络的物理覆盖范围，由物理层控制，而帧填充是由链路层控制   共享式千兆时间槽增加到512B，10M和100M以太网都是64B。最小帧长度保持在64B   发送的数据帧超过512B，则无需载波扩展，若处于64B -- 512B之间，需要载波拓展   
                                           
   这种载波扩展如果发的帧很短，就需要增加很多字节的载波拓展，也就是信道上传输的无用的信息会增多，大大浪费了信道的资源，为了解决这个问题出现了以下方法：
    帧突发    在一个突发期内有多个待发送的短帧，没有必要每个短帧都进行载波拓展   在发送数据帧的同时启动突发计时器   选择发送另一数据帧条件：存在待发送数据帧；突发定时器尚未失效   突发前的第一个数据帧需要载波扩展（如果第一个数据帧超过512字节那么不需要载波扩展），突发期间的第一个数据帧以后的短数据帧不需要，这些短帧搭便车，一次发送多个短帧，就不需要每个帧都进行载波拓展了   所有的发送数据帧长度之和不得超过1500字节   
                                           
                                           • 与10Mb/s，100Mb/s和1Gb/s以太网的帧格式完全相同   • 不使用铜线而只使用光纤   • 只工作在全双工方式下   • 物理层类型   局域网物理层：10.000Gb/s   可选广域网物理层：OC - 192/STM - 64（同步传输模块）   使10吉比特以太网的帧能够插入到OC - 192/STM - 64帧的有效载荷中，数据率为   9.95328Gb/s
   以太网可以直接接入到远程的光网络通信接口上去，因此以太网的使用范围就更广泛了。以前的以太网只跟局域网内部链接，如果与外面的广域网连接的话需要通过路由器的专用接口（SDH接口，SONET接口，ATM接口等），现在以太网交换机不通过路由器也可以接到广域网上

2. 以太网卡是什么?

台式机一般都采用内置网卡来连接网络。网卡也叫“网络适配器”，英文全称为“Network Interface Card”，简称“NIC”，网卡是局域网中最基本的部件之一，它是连接计算机与网络的硬件设备。无论是双绞线连接、同轴电缆连接还是光纤连接，都必须借助于网卡才能实现数据的通信。

网卡的主要工作原理是整理计算机上发往网线上的数据，并将数据分解为适当大小的数据包之后向网络上发送出去。对于网卡而言，每块网卡都有一个唯一的网络节点地址，它是网卡生产厂家在生产时烧入ROM（只读存储芯片）中的，我们把它叫做MAC地址（物理地址），且保证绝对不会重复。

我们日常使用的网卡都是以太网网卡。目前网卡按其传输速度来分可分为10M网卡、10／100M自适应网卡以及千兆(1000M)网卡。如果只是作为一般用途，如日常办公等，比较适合使用10M网卡和10／100M自适应网卡两种。如果应用于服务器等产品领域，就要选择千兆级的网卡。

3. 什么是以太网卡？

就是网卡。以太网是一个特定的网络。以太网卡就是符合这个网络数据传输规则的网卡。 

以太网卡总线接口类型来分我们一般可分为早期的ISA接口网卡、PCI接口网卡。目前在服务器上PCI-X总线接口类型的网卡也开始得到应用，笔记本电脑所使用的网卡是PCMCIA接口类型的。

4. 以太网类型的介绍

以太网（Ethernet）是一种基于总线型拓扑结构的网络，使用分布式仲裁机制来解决冲突。速度主要有 10Mbps、100Mbps 和 1000Mbps 三种。

5. 以太网类型的简介

IEEE 802.3 主要确定了以太网各项标准及规范。以太网上的计算机任何时候都可以发送信息，但发送之前都需先检测网络是否空闲，即“侦听”，如果某时刻有两个或者更多的分组发生冲突，则检测到冲突，欲发送数据的计算机就都需等待一段时间，即“回退”，各个计算机的回退时间随机产生，一般情况下都不相同。回退时间过后各计算机再次试图发送。这就是以太网技术必须提到的 CSMA/CD（载波侦听多路访问/冲突检测）机制。显然，随着同一网络上的计算机数目的增加，以太网的效率会降低。同时，随着电缆长度值的增大，在帧长度不变的条件下以太网的效率也会降低。

6. 以太网技术的以太网

以太网是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准。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。以太网（Ethernet）是一种计算机局域网组网技术。IEEE制定的IEEE 802.3标准给出了以太网的技术标准。它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，如令牌环网（token ring）、FDDI和ARCNET。以太网的标准拓扑结构为总线型拓扑，但目前的快速以太网（100BASE-T、1000BASE-T标准）为了最大程度的减少冲突，最大程度的提高网络速度和使用效率，使用交换机（Switch hub）来进行网络连接和组织，这样，以太网的拓扑结构就成了星型，但在逻辑上，以太网仍然使用总线型拓扑和CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect 即带冲突检测的载波监听多路访问）的总线争用技术。

7. 以太网技术的以太网

以太网是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准。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。以太网（Ethernet）是一种计算机局域网组网技术。IEEE制定的IEEE 802.3标准给出了以太网的技术标准。它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，如令牌环网（token ring）、FDDI和ARCNET。以太网的标准拓扑结构为总线型拓扑，但目前的快速以太网（100BASE-T、1000BASE-T标准）为了最大程度的减少冲突，最大程度的提高网络速度和使用效率，使用交换机（Switch hub）来进行网络连接和组织，这样，以太网的拓扑结构就成了星型，但在逻辑上，以太网仍然使用总线型拓扑和CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect 即带冲突检测的载波监听多路访问）的总线争用技术。

8. 工业以太网的介绍

工业以太网是基于IEEE 802.3 (Ethernet)的强大的区域和单元网络。工业以太网， 提供了一个无缝集成到新的多媒体世界的途径。 企业内部互联网(Intranet)，外部互联网(Extranet)，以及国际互联网(Internet) 提供的广泛应用不但已经进入今天的办公室领域，而且还可以应用于生产和过程自动化。继10M波特率以太网成功运行之后，具有交换功能，全双工和自适应的100M波特率快速以太网(Fast Ethernet，符合IEEE 802.3u 的标准)也已成功运行多年。采用何种性能的以太网取决于用户的需要。通用的兼容性允许用户无缝升级到新技术。