以太網(Etherner).以太網技術標準有哪些?
以太網(Etherner).以太網技術標準有哪些?
以太網(Ethernet)指的是由Xerox公司創建并由Xerox,Intel和DEC公司聯合開發的基帶局域網規范。是當今現有局域網采用的最通用的通信協議標準。 以太網絡使用CSMA/CD(載波監聽多路訪問及沖突檢測技術)技術,并以10M/S的速率運行在多種類型的電纜上。以太網與IEEE802·3系列標準相類似。
隨著網絡技術飛速發展,多媒體應用愈來愈多,對網絡的需求也越來越大,尤其是在服務器端上,100Mbps的速度已不能滿足要求。于是Gigabit Ethernet誕生了。就如同Fast Ethernet的起源一樣,Gigabit Ethernet也必須要能夠向下相容Fast Ethernet以及Ethernet。目前中大型企業新一代的區域網絡規劃中,Gigabit Ethernet普遍使用在區域網絡的骨干上,并以光纖界面為主流。在銅線(UTP)Gigabit部分,短期內則還不會像100baseTX那樣快速延伸至桌面。
以太網最初是由Xerox公司研制而成的,并且在1980年由DEC公司和Xerox公司共同使之規范成形。后來它被作為802.3標準為電氣與電子工程師協會(IEEE)所采納。
以太網的基本特征是采用一種稱為載波監聽多路訪問/沖突檢測CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection)的共享訪問方案,即多個工作站都連接在一條總線上,所有的工作站都不斷向總線上發出監聽信號,但在同一時刻只能有一個工作站在總線上進行傳輸,而其他工作站必須等待其傳輸結束后再開始自己的傳輸。沖突檢測方法保證了只能有一個站在電纜上傳輸。早期以太網傳輸速率為10Mbps。
以太網技術的最初進展來自于施樂帕洛阿爾托研究中心的許多先鋒技術項目中的一個。人們通常認為以太網發明于1973年,當年羅伯特.梅特卡夫(Robert Metcalfe)給他PARC的老板寫了一篇有關以太網潛力的備忘錄。但是梅特卡夫本人認為以太網是之后幾年才出現的。在1976年,梅特卡夫和他的助手David Boggs發表了一篇名為《以太網:局域計算機網絡的分布式包交換技術》的文章。
1979年,梅特卡夫為了開發個人電腦和局域網離開了施樂,成立了3Com公司。3com對迪吉多, 英特爾, 和施樂進行游說,希望與他們一起將以太網標準化、規范化。這個通用的以太網標準于1980年9月30日出臺。當時業界有兩個流行的非公有網絡標準令牌環網和ARCNET,在以太網大潮的沖擊下他們很快萎縮并被取代。而在此過程中,3Com也成了一個國際化的大公司。
梅特卡夫曾經開玩笑說,Jerry Saltzer為3Com的成功作出了貢獻。Saltzer在一篇與他人合著的很有影響力的論文中指出,在理論上令牌環網要比以太網優越。受到此結論的影響,很多電腦廠商或猶豫不決或決定不把以太網接口做為機器的標準配置,這樣3Com才有機會從銷售以太網網卡大賺。這種情況也導致了另一種說法“以太網不適合在理論中研究,只適合在實際中應用”。也許只是句玩笑話,但這說明了這樣一個技術觀點:通常情況下,網絡中實際的數據流特性與人們在局域網普及之前的估計不同,而正是因為以太網簡單的結構才使局域網得以普及。梅特卡夫和Saltzer曾經在麻省理工學院 MAC項目(Project MAC)的同一層樓里工作,當時他正在做自己的哈佛大學畢業論文,在此期間奠定了以太網技術的理論基礎。
它不是一種具體的網絡,是一種技術規范。
該標準定義了在局域網(LAN)中采用的電纜類型和信號處理方法。以太網在互聯設備之間以10~100Mbps的速率傳送信息包,雙絞線電纜10 Base T以太網由于其低成本、高可靠性以及10Mbps的速率而成為應用最為廣泛的以太網技術。直擴的無線以太網可達11Mbps,許多制造供應商提供的產品都能采用通用的軟件協議進行通信,開放性最好。
以太網技術標準
采用CSMA/CD(載波監聽多路存取和沖突檢測)介質訪問控制方式的局域網技術,最初由Xerox公司于1975年研制成功,1979年7月-1982年間,由DEC、Intel和Xerox三家公司制定了以太網的技術規范DIX,以此為基礎形成的IEEE802.3以太網標準在1989年正式成為國際標準。在20多年中以太網技術不斷發展,成為迄今最廣泛應用的局域網技術,產生了多種技術標準。
10base5;是原始的以太網標準,使用直徑10mm的50歐姆粗同軸電纜,總線拓撲結構,站點網卡的接口為DB-15連接器,通過AUI電纜,用MAU裝置栓接到同軸電纜上,末端用50Ω/1W的電阻端接(一端接在電氣系統的地線上);每個網段允許有100個站點,每個網段最大允許距離為500m,網絡直徑為2500m,可由5個500m長的網段和4個中繼器組成。利用基帶的10M傳輸速率,采用曼徹斯特編碼傳輸數據。
10Base2;是為降低10base5的安裝成本和復雜性而設計的。使用廉價的R9-58型50歐姆細同軸電纜,總線拓撲結構,網卡通過T形接頭連接到細同軸電纜上,末端連接50歐姆端接器;每個網段允許30個站點,每個網段最大允許距離為185m,仍保持10Base5的4中繼器、5網段設計能力,允許的最大網絡直徑為5x185=925m。利用基帶的10M傳輸速率,采用曼徹斯特編碼傳輸數據。與10base5相比,10Base2以太網更容易安裝,更容易增加新站點,能大幅度降低費用。
10base-T;是1990年通過的以太網物理層標準。10base-T使用兩對非屏蔽雙絞線,一對線發送數據,另一對線接收數據,用RJ-45模塊作為端接器,星形拓撲結構,信號頻率為20MHz,必須使用3類或更好的UTP電纜;布線按照EIA568標準,站點-中繼器和中繼器-中繼器的最大距離為100m。保持了10base5的4中繼器、5網段的設計能力,使10base-T局域網的最大直徑為500m。10Base-T的集線器和網卡每16秒就發出"滴答"(Hear-beat)脈沖,集線器和網卡都要監聽此脈沖,收到"滴答"信號表示物理連接已建立,10base-T設備通過LED向網絡管理員指示鏈路是否正常。雙絞線以太網是以太網技術的主要進步之一,10base-T因為價格便宜、配置靈活和易于管理而流行起來,現在占整個以太網銷售量的90%以上。
10base-F;是使用光纜的以太網,使用雙工光纜,一條光纜用于發送數據,另一條用于接收;使用ST連接器,星形拓撲結構;網絡直徑為2500m,定義了3種不同的規范:
10Base-FL;是10base-F中使用最多的部分,只有10base-FL連接時,光纜鏈路段的長度可達到2000m,與FOIRL設備混用時,混合段的長度可達1000m。
10Base-FB;是用來說明一個同步信令骨干網段,用于在一個跨越遠距離的轉發主干網系統中將專用的10Base-FB同步信令中繼器連接在一起。單個10base-FB網段最長可達2000m。
10Base-FP;是用來說明點對點的連接方式,一個網段的長度可達500m。一個光纜無源星形耦合器最多可連接33臺計算機。 100base-T;是以太網標準的100M版,1995年5月正式通過了快速以太網/100Base-T規范,即IEEE 802.3u標準,是對IEEE802.3的補充。與10base-T一樣采用星形拓撲結構,但100Base-T包含4個不同的物理層規范,并且包含了網絡拓撲方面的許多新規則。
100Base-TX;使用兩對5類非屏蔽雙絞線或1類屏蔽雙絞線,一對用于發送數據,另一對用于接收數據,最大網段長度為100m,布線符合EIA568標準;采用4B/5B編碼法,使其可以125MHz的串行數據流來傳送數據;使用MLT-3(多電平傳輸-3)波形法來降低信號頻率到125/3=41.6MHz。100Base-TX是100Base-T中使用最廣的物理層規范。
100Base-FX;使用多模(62.5或125um)或單模光纜,連接器可以是MIC/FDDI連接器、ST連接器或廉價的SC連接器;最大網段長度根據連接方式不同而變化,例如:對于多模光纖的交換機-交換機連接或交換機-網卡連接最大允許長度為412m,如果是全雙工鏈路,則可達到2000m。100Base-FX主要用于高速主干網,或遠距離連接,或有強電氣干擾的環境,或要求較高安全保密鏈接的環境。
100Base-T4;是為了利用大量的3類音頻級布線而設計的。它使用4對雙絞線,3對用于同時傳送數據,第4對線用于沖突檢測時的接收信道,信號頻率為25MHz,因而可以使用數據級3、4或5類非屏蔽雙絞線,也可使用音頻級3類線纜。最大網段長度為100m,采用EIA568布線標準;由于沒有專用的發送或接收線路,所以100Base-T4不能進行全雙工操作;100base-T4采用比曼徹斯特編碼法高級得多的6B/6T編碼法。
100Base-T2;隨著數字信號處理技術和集成電路技術的發展,只用2對3類UTP線就可以傳送100Mbps的數據,因而針對100Base-T4不能實現全雙工的缺點,IEEE開始制定100Base-T2標準。100Base-T2采用2對音頻或數據級3、4或5類UTP電纜,一對用于發送數據,另一對用于接收數據,可實現全雙工操作;采用RJ45連接器,最長網段為100m,符合EIA568布線標準。采用名為PAM5x5的5電平編碼方案。
自動協商模式;在100Base-T問世以后,在以太網RJ-45連接器上可能出現的信號可能是5種以上不同的以太網信號(10Base-T、10base-T全雙工、100base-TX、100Base-TX全雙工或100Base-T4)中的任一種。為了簡化管理,3.11.71 IEEE已推出了Nway(IEEE自動協商模式),它能使集線器和網卡知道線路另一端能有的速度,把速度自動調節到線路兩端能達到的最高速度(優先的順序為:100Base-T2全雙工,100Base-T2,100Base-TX全雙工,100Base-T4,100Base-TX,100Base-T全雙工,10Base-T)。這是增強型的10Base-T鏈路一體化信號方法,并與鏈路一體化反向兼容。這種技術避免了由于信號不兼容可能造成的網絡損壞。具有這種特性的裝置仍允許人工選擇可能的模式。
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