更新時間:2020-05-11 來源:黑馬程序員 瀏覽量:
以太網(wǎng)是什么?
以太網(wǎng)(Ethernet)最早是由Xerox(施樂)公司創(chuàng)建的局域網(wǎng)組網(wǎng)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(jīng)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(wǎng)是應(yīng)用最廣泛的局域網(wǎng)技術(shù)。根據(jù)傳輸速率的不同,以太網(wǎng)分為標準以太網(wǎng)(10Mbit/s)、快速以太網(wǎng)(100Mbis)千兆以太網(wǎng)(1000Mbs)和萬兆以太網(wǎng)(10Gbit/s),這些以太網(wǎng)都符合IEEE 802.3是兼容的。
1、標準以太網(wǎng)
標準以太網(wǎng)是最早期的以太網(wǎng),其傳輸速率為10Mbts,也稱為傳統(tǒng)以太網(wǎng)。此種以太網(wǎng)的組網(wǎng)方式非常靈活,既可以使用粗、細纜組成總線網(wǎng)絡(luò),也可以使用雙絞線組成星狀網(wǎng)絡(luò),還可以同時使用同軸電纜和雙絞線組成混合網(wǎng)絡(luò)。這些網(wǎng)絡(luò)都符合EE8023標準,EEE8023中規(guī)定的一些傳統(tǒng)以太網(wǎng)物理層標準如下。
①10 Base-2:使用細同軸電纜,最大網(wǎng)段長度為185m。
②10 Base-5:使用粗同軸電纜,最大網(wǎng)段長度為500m。
③10 Base-T:使用雙紋線,最大網(wǎng)段長度為100m。
④10 Boad-36:使用同軸電纜,最大網(wǎng)段長度為3600m。
⑤10 Base-F:使用光纖,最大網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)
隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和各項網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及,標準以太網(wǎng)技術(shù)已難以滿足人們對網(wǎng)絡(luò)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(shù)組建高標準網(wǎng)絡(luò),1993年10月, Grand Junction公司推出了世界上第一臺快速以太網(wǎng)集線器FastSwitch10/100和百兆網(wǎng)絡(luò)接口卡 Fast NIC 100,快速以太網(wǎng)技術(shù)正式得到應(yīng)用。
隨后,Intel、3COM等公司也相繼推出了自己的快速以太網(wǎng)設(shè)備,同時EEE802工作組對100Mbi/s以太網(wǎng)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(wǎng)標準,快速以太網(wǎng)時代到來。
IEEE 802.3U標準基本保持了標準局域網(wǎng)的規(guī)定,包括幀格式、接口、介質(zhì)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(wǎng)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(wǎng)段長度為200m(使用單模光纖時可達2000m),支持全雙工。此種網(wǎng)絡(luò)主要用于搭建主千網(wǎng),以提升主干網(wǎng)絡(luò)傳輸速率。
3、千兆以太網(wǎng)
千兆以太網(wǎng)(GigabitEthernet)也稱為吉比特以太網(wǎng)。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(wǎng)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(wǎng)方案授權(quán)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(wǎng)標準,該標準的主要規(guī)定如下:
① 速率為1000Mbit/s的以太網(wǎng)在通信時的全雙工/伴半雙工操作。
② 使用8023以太網(wǎng)幀格式、CSMA/CD技術(shù)。
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(wǎng)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(yīng)用于建筑物中同一層的短距離主于網(wǎng)。
(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(yīng)用于校園主干網(wǎng)。
(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(shè)備的連接,如一個交換機機房內(nèi)的設(shè)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(wǎng)或快速以太網(wǎng)已鋪設(shè)的非屏蔽雙絞線電纜。
千兆以太網(wǎng)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(shù)設(shè)計,之后被廣泛應(yīng)用于服務(wù)器的連接和主干網(wǎng)中。如今,千兆以太網(wǎng)已成為主流的網(wǎng)絡(luò)技術(shù),無論是大型企業(yè)還是中小型企業(yè),在組建網(wǎng)絡(luò)時都會把千兆以太網(wǎng)作為首選高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。
4、萬兆以太網(wǎng)
萬兆以太網(wǎng)(10 Gigabit Ethernet,10GE)也稱為10吉比特以太網(wǎng),是繼千兆以太網(wǎng)之后產(chǎn)生的高速以太網(wǎng)。在千兆以太網(wǎng)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(wǎng)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(nèi)容。
① 兼容8023標準中定義的最小和最大以太網(wǎng)幀長度。
②僅支持全雙工方式。
③使用點對點鏈路和結(jié)構(gòu)化布線組建星狀局域網(wǎng)。
④在 MAC/PLS服務(wù)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(wǎng)PHY和廣域網(wǎng)PHY。
⑥定義將 MAC/PLS的數(shù)據(jù)傳輸速率對應(yīng)到廣域網(wǎng)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(zhì)相關(guān)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(yīng)傳輸距離;支持ISO/C11801第二版中定義的光纖介質(zhì)類型等。
⑧通過WAN界面子層,10Gbi/s也能被調(diào)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(wǎng)仍可使用已有的光纖通道技術(shù),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。
以上我們介紹了以太網(wǎng)的相關(guān)知識,如果對linux云計算+運維開發(fā)感興趣,可以了解黑馬程序員linu云計算+運維開發(fā)課程。