半雙工：半雙工傳輸模式實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)載波監(jiān)聽多路訪問沖突檢測。傳統(tǒng)的共享LAN是在半雙工下工作的，在同一時(shí)間只能傳輸單一方向的數(shù)據(jù)。當(dāng)兩個(gè)方向的數(shù)據(jù)同時(shí)傳輸時(shí)，就會產(chǎn)生沖突，這會降低以太網(wǎng)的效率。

全雙工：全雙工傳輸是采用點(diǎn)對點(diǎn)連接，這種安排沒有沖突，因?yàn)樗鼈兪褂秒p絞線中兩個(gè)獨(dú)立的線路，這等于沒有安裝新的介質(zhì)就提高了帶寬。例如在上例的車站間又加了一條并行的鐵軌，同時(shí)可有兩列火車雙向通行。在雙全工模式下，沖突檢測電路不可用，因此每個(gè)雙全工連接只用一個(gè)端口，用于點(diǎn)對點(diǎn)連接。標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)的傳輸效率可達(dá)到50%～60%的帶寬，雙全工在兩個(gè)方向上都提供100%的效率。

△ 以太網(wǎng)的工作原理

以太網(wǎng)采用帶沖突檢測的載波幀聽多路訪問(CSMA/CD)機(jī)制。以太網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)都可以看到在網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送的所有信息，因此，我們說以太網(wǎng)是一種廣播網(wǎng)絡(luò)。

以太網(wǎng)的工作過程如下：

當(dāng)以太網(wǎng)中的一臺主機(jī)要傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，它將按如下步驟進(jìn)行：

1、幀聽信道上收否有信號在傳輸。如果有的話，表明信道處于忙狀態(tài)，就繼續(xù)幀聽，直到信道空閑為止。

2、若沒有幀聽到任何信號，就傳輸數(shù)據(jù)

3、傳輸?shù)臅r(shí)候繼續(xù)幀聽，如發(fā)現(xiàn)沖突則執(zhí)行退避算法，隨機(jī)等待一段時(shí)間后，重新執(zhí)行步驟1(當(dāng)沖突發(fā)生時(shí)，涉及沖突的計(jì)算機(jī)會發(fā)送會返回到幀聽信道狀態(tài)。

注意：每臺計(jì)算機(jī)一次只允許發(fā)送一個(gè)包，一個(gè)擁塞序列，以警告所有的節(jié)點(diǎn))

4、若未發(fā)現(xiàn)沖突則發(fā)送成功，計(jì)算機(jī)所有計(jì)算機(jī)在試圖再一次發(fā)送數(shù)據(jù)之前，必須在最近一次發(fā)送后等待9.6微秒(以10Mbps運(yùn)行)。

△ 幀結(jié)構(gòu)

以太網(wǎng)幀的概述：

以太網(wǎng)的幀是數(shù)據(jù)鏈路層的封裝，網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)包被加上幀頭和幀尾成為可以被數(shù)據(jù)鏈路層識別的數(shù)據(jù)幀(成幀)。雖然幀頭和幀尾所用的字節(jié)數(shù)是固定不變的，但依被封裝的數(shù)據(jù)包大小的不同，以太網(wǎng)的長度也在變化，其范圍是64～1518字節(jié)(不算8字節(jié)的前導(dǎo)字)。

△ 沖突/沖突域

沖突(Collision)：在以太網(wǎng)中，當(dāng)兩個(gè)數(shù)據(jù)幀同時(shí)被發(fā)到物理傳輸介質(zhì)上，并完全或部分重疊時(shí)，就發(fā)生了數(shù)據(jù)沖突。當(dāng)沖突發(fā)生時(shí)，物理網(wǎng)段上的數(shù)據(jù)都不再有效。

沖突域：在同一個(gè)沖突域中的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都能收到所有被發(fā)送的幀。

影響沖突產(chǎn)生的因素：沖突是影響以太網(wǎng)性能的重要因素，由于沖突的存在使得傳統(tǒng)的以太網(wǎng)在負(fù)載超過40%時(shí)，效率將明顯下降。產(chǎn)生沖突的原因有很多，如同一沖突域中節(jié)點(diǎn)的數(shù)量越多，產(chǎn)生沖突的可能性就越大。此外，諸如數(shù)據(jù)分組的長度(以太網(wǎng)的最大幀長度為1518字節(jié))、網(wǎng)絡(luò)的直徑等因素也會影響沖突的產(chǎn)生。因此，當(dāng)以太網(wǎng)的規(guī)模增大時(shí)，就必須采取措施來控制沖突的擴(kuò)散。通常的辦法是使用網(wǎng)橋和交換機(jī)將網(wǎng)絡(luò)分段，將一個(gè)大的沖突域劃分為若干小沖突域。

△ 廣播/廣播域

廣播：在網(wǎng)絡(luò)傳輸中，向所有連通的節(jié)點(diǎn)發(fā)送消息稱為廣播。

廣播域：網(wǎng)絡(luò)中能接收任何一設(shè)備發(fā)出的廣播幀的所有設(shè)備的集合。

廣播和廣播域的區(qū)別：廣播網(wǎng)絡(luò)指網(wǎng)絡(luò)中所有的節(jié)點(diǎn)都可以收到傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀，不管該幀是否是發(fā)給這些節(jié)點(diǎn)。非目的節(jié)點(diǎn)的主機(jī)雖然收到該數(shù)據(jù)幀但不做處理。

廣播是指由廣播幀構(gòu)成的數(shù)據(jù)流量，這些廣播幀以廣播地址(地址的每一位都為“1”)為目的地址，告之網(wǎng)絡(luò)中所有的計(jì)算機(jī)接收此幀并處理它。

△ 共享式以太網(wǎng)

共享式以太網(wǎng)的典型代表是使用10Base2/10Base5的總線型網(wǎng)絡(luò)和以集線器(集線器)為核心的星型網(wǎng)絡(luò)。在使用集線器的以太網(wǎng)中，集線器將很多以太網(wǎng)設(shè)備集中到一臺中心設(shè)備上，這些設(shè)備都連接到集線器中的同一物理總線結(jié)構(gòu)中。從本質(zhì)上講，以集線器為核心的以太網(wǎng)同原先的總線型以太網(wǎng)無根本區(qū)別。

集線器的工作原理：

集線器并不處理或檢查其上的通信量，僅通過將一個(gè)端口接收的信號重復(fù)分發(fā)給其他端口來擴(kuò)展物理介質(zhì)。所有連接到集線器的設(shè)備共享同一介質(zhì)，其結(jié)果是它們也共享同一沖突域、廣播和帶寬。因此集線器和它所連接的設(shè)備組成了一個(gè)單一的沖突域。如果一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)出一個(gè)廣播信息，集線器會將這個(gè)廣播傳播給所有同它相連的節(jié)點(diǎn)，因此它也是一個(gè)單一的廣播域。

集線器的工作特點(diǎn)：

集線器多用于小規(guī)模的以太網(wǎng)，由于集線器一般使用外接電源(有源)，對其接收的信號有放大處理。在某些場合，集線器也被稱為“多端口中繼器”。

集線器同中繼器一樣都是工作在物理層的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

共享式以太網(wǎng)存在的弊端：由于所有的節(jié)點(diǎn)都接在同一沖突域中，不管一個(gè)幀從哪里來或到哪里去，所有的節(jié)點(diǎn)都能接受到這個(gè)幀。隨著節(jié)點(diǎn)的增加，大量的沖突將導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)性能急劇下降。而且集線器同時(shí)只能傳輸一個(gè)數(shù)據(jù)幀，這意味著集線器所有端口都要共享同一帶寬。

△ 交換式以太網(wǎng)

交換式結(jié)構(gòu)：

在交換式以太網(wǎng)中，交換機(jī)根據(jù)收到的數(shù)據(jù)幀中的MAC地址決定數(shù)據(jù)幀應(yīng)發(fā)向交換機(jī)的哪個(gè)端口。因?yàn)槎丝陂g的幀傳輸彼此屏蔽，因此節(jié)點(diǎn)就不擔(dān)心自己發(fā)送的幀在通過交換機(jī)時(shí)是否會與其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送的幀產(chǎn)生沖突。

為什么要用交換式網(wǎng)絡(luò)替代共享式網(wǎng)絡(luò)：

·減少沖突：交換機(jī)將沖突隔絕在每一個(gè)端口(每個(gè)端口都是一個(gè)沖突域)，避免了沖突的擴(kuò)散。

·提升帶寬：接入交換機(jī)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以使用全部的帶寬，而不是各個(gè)節(jié)點(diǎn)共享帶寬。

△ 以太網(wǎng)交換機(jī)

交換機(jī)的工作原理：

·交換機(jī)根據(jù)收到數(shù)據(jù)幀中的源MAC地址建立該地址同交換機(jī)端口的映射，并將其寫入MAC地址表中。

·交換機(jī)將數(shù)據(jù)幀中的目的MAC地址同已建立的MAC地址表進(jìn)行比較，以決定由哪個(gè)端口進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。

·如數(shù)據(jù)幀中的目的MAC地址不在MAC地址表中，則向所有端口轉(zhuǎn)發(fā)。這一過程稱之為泛洪(flood)。

·廣播幀和組播幀向所有的端口轉(zhuǎn)發(fā)。

交換機(jī)的三個(gè)主要功能：

·學(xué)習(xí)：以太網(wǎng)交換機(jī)了解每一端口相連設(shè)備的MAC地址，并將地址同相應(yīng)的端口映射起來存放在交換機(jī)緩存中的MAC地址表中。

·轉(zhuǎn)發(fā)/過濾：當(dāng)一個(gè)數(shù)據(jù)幀的目的地址在MAC地址表中有映射時(shí)，它被轉(zhuǎn)發(fā)到連接目的節(jié)點(diǎn)的端口而不是所有端口(如該數(shù)據(jù)幀為廣播/組播幀則轉(zhuǎn)發(fā)至所有端口)。

·消除回路：當(dāng)交換機(jī)包括一個(gè)冗余回路時(shí)，以太網(wǎng)交換機(jī)通過生成樹協(xié)議避免回路的產(chǎn)生，同時(shí)允許存在后備路徑。

交換機(jī)的工作特性：

·交換機(jī)的每一個(gè)端口所連接的網(wǎng)段都是一個(gè)獨(dú)立的沖突域。

·交換機(jī)所連接的設(shè)備仍然在同一個(gè)廣播域內(nèi)，也就是說，交換機(jī)不隔絕廣播(唯一的例外是在配有VLAN的環(huán)境中)。

·交換機(jī)依據(jù)幀頭的信息進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，因此說交換機(jī)是工作在數(shù)據(jù)鏈路層的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

△ 交換機(jī)的分類：

依照交換機(jī)處理幀的不同的操作模式，主要可分為兩類。

存儲轉(zhuǎn)發(fā)：交換機(jī)在轉(zhuǎn)發(fā)之前必須接收整個(gè)幀，并進(jìn)行檢錯(cuò)，如無錯(cuò)誤再將這一幀發(fā)向目的地址。幀通過交換機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延隨幀長度的不同而變化。

直通式：交換機(jī)只要檢查到幀頭中所包含的目的地址就立即轉(zhuǎn)發(fā)該幀，而無需等待幀全部的被接收，也不進(jìn)行錯(cuò)誤校驗(yàn)。由于以太網(wǎng)幀頭的長度總是固定的，因此幀通過交換機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延也保持不變。

注意：

直通式的轉(zhuǎn)發(fā)速度大大快于存儲轉(zhuǎn)發(fā)模式，但可靠性要差一些，因?yàn)榭赡苻D(zhuǎn)發(fā)沖突 幀或帶CRC錯(cuò)誤的幀。

△ 生成樹協(xié)議

消除回路：

在由交換機(jī)構(gòu)成的交換網(wǎng)絡(luò)中通常設(shè)計(jì)有冗余鏈路和設(shè)備。這種設(shè)計(jì)的目的是防止一個(gè)點(diǎn)的失敗導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)功能的丟失。雖然冗余設(shè)計(jì)可能消除的單點(diǎn)失敗問題，但也導(dǎo)致了交換回路的產(chǎn)生，它會導(dǎo)致以下問題。

·廣播風(fēng)暴

·同一幀的多份拷貝

·不穩(wěn)定的MAC地址表

因此，在交換網(wǎng)絡(luò)中必須有一個(gè)機(jī)制來阻止回路，而生成樹協(xié)議(Spanning Tree Protocol)的作用正在于此。

生成樹的工作原理：

生成樹協(xié)議的國際標(biāo)準(zhǔn)是IEEE802.1b。運(yùn)行生成樹算法的網(wǎng)橋/交換機(jī)在規(guī)定的間隔(默認(rèn)2秒)內(nèi)通過網(wǎng)橋協(xié)議數(shù)據(jù)單元(BPDU)的組播幀與其他交換機(jī)交換配置信息，其工作的過程如下：

·通過比較網(wǎng)橋優(yōu)先級選取根網(wǎng)橋(給定廣播域內(nèi)只有一個(gè)根網(wǎng)橋)。

·其余的非根網(wǎng)橋只有一個(gè)通向根交換機(jī)的端口稱為根端口。

·每個(gè)網(wǎng)段只有一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)端口。

·根交換機(jī)所有的連接端口均為轉(zhuǎn)發(fā)端口。

注意：生成樹協(xié)議在交換機(jī)上一般是默認(rèn)開啟的，不經(jīng)人工干預(yù)即可正常工作。但這種自動生成的方案可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆窂讲⒎亲顑?yōu)化。因此，可以通過人工設(shè)置網(wǎng)橋優(yōu)先級的方法影響生成樹的生成結(jié)果。

生成樹的狀態(tài)：

運(yùn)行生成樹協(xié)議的交換機(jī)上的端口，總是處于下面四個(gè)狀態(tài)中的一個(gè)。在正常操作期間，端口處于轉(zhuǎn)發(fā)或阻塞狀態(tài)。當(dāng)設(shè)備識別網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化時(shí)，交換機(jī)自動進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換，在這期間端口暫時(shí)處于監(jiān)聽和學(xué)習(xí)狀態(tài)。

阻塞：所有端口以阻塞狀態(tài)啟動以防止回路。由生成樹確定哪個(gè)端口轉(zhuǎn)換到轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，處于阻塞狀態(tài)的端口不轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)但可接受BPDU。

監(jiān)聽：不轉(zhuǎn)發(fā)，檢測BPDU，(臨時(shí)狀態(tài))。

學(xué)習(xí)：不轉(zhuǎn)發(fā)，學(xué)習(xí)MAC地址表(臨時(shí)狀態(tài))。

轉(zhuǎn)發(fā)：端口能轉(zhuǎn)送和接受數(shù)據(jù)。

小知識：實(shí)際上，在真正使用交換機(jī)時(shí)還可能出現(xiàn)一種特殊的端口狀態(tài)-Disable狀態(tài)。這是由于端口故障或由于錯(cuò)誤的交換機(jī)配置而導(dǎo)致數(shù)據(jù)沖突造成的死鎖狀態(tài)。如果并非是端口故障的原因，我們可以通過交換機(jī)重啟來解決這一問題。

生成樹的重計(jì)算：

當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生改變時(shí)，生成樹協(xié)議重新計(jì)算，以生成新的生成樹結(jié)構(gòu)。當(dāng)所有交換機(jī)的端口狀態(tài)變?yōu)檗D(zhuǎn)發(fā)或阻塞時(shí)，意味著重新計(jì)算完畢。這種狀態(tài)稱為會聚(Convergence)。

注意：在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)改變期間，設(shè)備直到生成樹會聚才能進(jìn)行通信，這可能會對某些應(yīng)用產(chǎn)生影響，因此一般認(rèn)為可以使生成樹運(yùn)行良好的交換網(wǎng)絡(luò)，不應(yīng)該超過七層。此外可以通過一些特殊的交換機(jī)技術(shù)加快會聚的時(shí)間。

△ 網(wǎng)橋

網(wǎng)橋概述：

依據(jù)幀地址進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)的二層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，可將數(shù)個(gè)局域網(wǎng)網(wǎng)段連接在一起。網(wǎng)橋可連接相同介質(zhì)的網(wǎng)段也可訪問不同介質(zhì)的網(wǎng)段。網(wǎng)橋的主要作用是分割和減少沖突。它的工作原理同交換機(jī)類似，也是通過MAC地址表進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。因此，網(wǎng)橋同交換機(jī)沒有本質(zhì)的區(qū)別。在某些情況下，我們可以認(rèn)為網(wǎng)橋就是交換機(jī)。

△ 路由器的簡單介紹

什么是路由器：

路由器是使用一種或者更多度量因素的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，它決定網(wǎng)絡(luò)通信能夠通過的最佳路徑。路由器依據(jù)網(wǎng)絡(luò)層信息將數(shù)據(jù)包從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)前向轉(zhuǎn)發(fā)到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。

路由器的功能：

·隔絕廣播，劃分廣播域

·通過路由選擇算法決定最優(yōu)路徑

·轉(zhuǎn)發(fā)基于三層目的地址的數(shù)據(jù)包

·其他功能

△ 虛擬局域網(wǎng)VLAN

網(wǎng)橋/交換機(jī)的本質(zhì)和功能是通過將網(wǎng)絡(luò)分割成多個(gè)沖突域提供增強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，然而網(wǎng)橋/交換機(jī)仍是一個(gè)廣播域，一個(gè)廣播數(shù)據(jù)包可被網(wǎng)橋/交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)至全網(wǎng)。雖然OSI模型的第三層的路由器提供了廣播域分段，但交換機(jī)也提供了一種稱為VLAN的廣播域分段方法。

什么是VLAN：

一個(gè)VLAN是跨越多個(gè)物理LAN網(wǎng)段的邏輯廣播域，人們設(shè)計(jì)VLAN來為工作站提供獨(dú)立的廣播域，這些工作站是依據(jù)其功能、項(xiàng)目組或應(yīng)用而不顧其用戶的物理位置而邏輯分段的。

一個(gè)VLAN=一個(gè)廣播域=邏輯網(wǎng)段

VLAN的優(yōu)點(diǎn)和安裝特性：

VLAN的優(yōu)點(diǎn)：

·安全性。一個(gè)VLAN里的廣播幀不會擴(kuò)散到其他VLAN中。

·網(wǎng)絡(luò)分段。將物理網(wǎng)段按需要劃分成幾個(gè)邏輯網(wǎng)段

·靈活性。可將交換端口和連接用戶邏輯的分成利益團(tuán)體，例如以同一部門的工作人員，項(xiàng)目小組等多種用戶組來分段。

典型VLAN的安裝特性：

·每一個(gè)邏輯網(wǎng)段像一個(gè)獨(dú)立物理網(wǎng)段

·VLAN能跨越多個(gè)交換機(jī)

·由主干(Trunk)為多個(gè)VLAN運(yùn)載通信量

VLAN如何操作：

·配置在交換機(jī)上的每一個(gè)VLAN都能執(zhí)行地址學(xué)習(xí)、轉(zhuǎn)發(fā)/過濾和消除回路機(jī)制，就像一個(gè)獨(dú)立的物理網(wǎng)橋一樣。VLAN可能包括幾個(gè)端口

·交換機(jī)通過將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到與發(fā)起端口同一VLAN的目的端口實(shí)現(xiàn)VLAN。

·通常一個(gè)端口只運(yùn)載它所屬VLAN的通信量。

VLAN的成員模式：

靜態(tài)：分配給VLAN的端口由管理員靜態(tài)(人工)配置。

動態(tài)：動態(tài)VLAN可基于MAC地址、IP地址等識別其成員資格。當(dāng)使用MAC地址時(shí)，通常的方式是用VLAN成員資格策略服務(wù)器(VMPS)支持動態(tài)VLAN。VMPS包括一個(gè)映射MAC地址到VLAN分配的數(shù)據(jù)庫。當(dāng)一個(gè)幀到達(dá)動態(tài)端口時(shí)，交換機(jī)根據(jù)幀的源地址查詢VMPS，獲取相應(yīng)的VLAN分配。

注意：雖然VLAN是在交換機(jī)上劃分的，但交換機(jī)是二層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，單一的有交換機(jī)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)無法進(jìn)行VLAN間通信的，解決這一問題的方法是使用三層的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備-路由器。路由器可以轉(zhuǎn)發(fā)不同VLAN間的數(shù)據(jù)包，就像它連接了幾個(gè)真實(shí)的物理網(wǎng)段一樣。這時(shí)我們稱之為VLAN間路由。

△ 高速以太網(wǎng)

快速以太網(wǎng)：

快速以太網(wǎng)(Fast Ethernet)也就是我們常說的百兆以太網(wǎng)，它在保持幀格式、MAC(介質(zhì)存取控制)機(jī)制和MTU(最大傳送單元)質(zhì)量的前提下，其速率比 10Base-T的以太網(wǎng)增加了10倍。二者之間的相似性使得10Base-T以太網(wǎng)現(xiàn)有的應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)管理工具能夠在快速以太網(wǎng)上使用。快速以太網(wǎng)是基于擴(kuò)充的IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)。

千兆以太網(wǎng)：

千兆位以太網(wǎng)是一種新型高速局域網(wǎng)，它可以提供1Gbps的通信帶寬，采用和傳統(tǒng)10M、100M以太網(wǎng)同樣的CSMA/CD協(xié)議、幀格式和幀長，因此可以實(shí)現(xiàn)在原有低速以太網(wǎng)基礎(chǔ)上平滑、連續(xù)性的網(wǎng)絡(luò)升級。只用于Point to Point，連接介質(zhì)以光纖為主，最大傳輸距離已達(dá)到70km，可用于MAN的建設(shè)。

由于千兆以太網(wǎng)采用了與傳統(tǒng)以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)完全兼容的技術(shù)規(guī)范，因此千兆以太網(wǎng)除了繼承傳統(tǒng)以太局域網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)外，還具有升級平滑、實(shí)施容易、性價(jià)比高和易管理等優(yōu)點(diǎn)。

千兆以太網(wǎng)技術(shù)適用于大中規(guī)模(幾百至上千臺電腦的網(wǎng)絡(luò))的園區(qū)網(wǎng)主干，從而實(shí)現(xiàn)千兆主干、百兆交換(或共享)到桌面的主流網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模式。

小知識：

千兆以太網(wǎng)的優(yōu)勢是同舊系統(tǒng)的兼容性好，價(jià)格相對便宜。在這也是千兆以太網(wǎng)在同ATM的競爭中獲勝的主要原因。

△ 小結(jié)：

當(dāng)今居于主導(dǎo)地位的局域網(wǎng)技術(shù)-以太網(wǎng)。以太網(wǎng)是建立在CSMA/CD機(jī)制上的廣播型網(wǎng)絡(luò)。沖突的產(chǎn)生是限制以太網(wǎng)性能的重要因素，早期的以太網(wǎng)設(shè)備如集線器是物理層設(shè)備，不能隔絕沖突擴(kuò)散，限制了網(wǎng)絡(luò)性能的提高。而交換機(jī)(網(wǎng)橋)做為一種能隔絕沖突的二層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，極大的提高了以太網(wǎng)的性能。正逐漸替代集線器成為主流的以太網(wǎng)設(shè)備。然而交換機(jī)(網(wǎng)橋)對網(wǎng)絡(luò)中的廣播數(shù)據(jù)流量則不做任何限制，這也影響了網(wǎng)絡(luò)的性能。通過在交換機(jī)上劃分VLAN和采用三層的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備-路由器解決了這一問題。以太網(wǎng)做為一種原理簡單，便于實(shí)現(xiàn)同時(shí)又價(jià)格低廉的局域網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)成為業(yè)界的主流。而更高性能的快速以太網(wǎng)和千兆以太網(wǎng)的出現(xiàn)更使其成為最有前途的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

為什么叫以太網(wǎng)?

以太網(wǎng)這個(gè)名字，起源于一個(gè)科學(xué)假設(shè)：聲音是通過空氣傳播的，那么光呢?在外太空沒有空氣光也可以傳播。于是，有人說光是通過一種叫以太的物質(zhì)傳播。后來，愛因斯坦證明以太根本就不存在。

大家知道，聲音是通過空氣傳播的，那么光是通過什么傳播的呢?

在牛頓運(yùn)動定律中，物體的運(yùn)動是相對的。比如，地鐵車廂里面的人看見您在車廂里原地踏步走，而位于車廂外面的人卻看見你以120公里每小時(shí)的速度前進(jìn)。

但光的運(yùn)動并不是這樣，您無論以什么物體作為參照物，它的運(yùn)動速度始終都是299 792 458 米 / 秒。這個(gè)問題困惑了很多科學(xué)家，難道牛頓定律失靈了?一個(gè)來自瑞士專利局的職員，名叫愛因斯坦的人在1905年發(fā)表了篇論文，文中提到，無論觀察者以何種速度運(yùn)動，相對于他們而言，光的速度是恒久不變的，相對論便由此誕生了。

這簡單的理念有一些非凡的結(jié)論。可能最著名者莫過于質(zhì)量和能量的等價(jià)，用愛因斯坦的方程來表達(dá)就是E=mc^2(E是能量，m是質(zhì)量，c是光速)，以及沒有任何東西能運(yùn)動得比光還快的定律。由于能量和質(zhì)量的等價(jià)，物體由于它的運(yùn)動所具的能量應(yīng)該加到它的質(zhì)量上面去。換言之，要加速它將變得更為困難。這個(gè)效應(yīng)只有當(dāng)物體以接近于光速的速度運(yùn)動時(shí)才有實(shí)際的意義。例如，以10%光速運(yùn)動的物體的質(zhì)量只比原先增加了0.5%，而以90%光速運(yùn)動的物體，其質(zhì)量變得比正常質(zhì)量的2倍還多。當(dāng)一個(gè)物體接近光速時(shí)，它的質(zhì)量上升得越來越快，它需要越來越多的能量才能進(jìn)一步加速上去。實(shí)際上它永遠(yuǎn)不可能達(dá)到光速，因?yàn)槟菚r(shí)質(zhì)量會變成無限大，而由質(zhì)量能量等價(jià)原理，這就需要無限大的能量才能做到。

由此我們可以看出，世界上根本就不存在以太這種物質(zhì)，因?yàn)楣馑偈怯肋h(yuǎn)恒定不變的，為其找個(gè)運(yùn)動參照物是個(gè)笑話。有鑒于此，以太網(wǎng)的命名也就是一個(gè)笑話。但以太網(wǎng)并不會消失，它正隨著人們追求高速度而不斷的進(jìn)行蛻變。以前，只要數(shù)據(jù)鏈路層遵從CSMA/CD協(xié)議通信，那么它就可以被稱為以太網(wǎng)，但隨著接入共享網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的增加，沖突會使網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率越來越低。后來，交換機(jī)的出現(xiàn)使全雙工以太網(wǎng)得到了更好的實(shí)現(xiàn)。未來，以太網(wǎng)會披上光的外衣，飛的更快。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的以太网接口的半双工和全双工及工作原理的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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