以太網技術的發展與應用（一）

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GigabitEthernet誕生了。就如同FastEthernet的起源一樣，GigabitEthernet也必須要能夠向下相容FastEthernet以及Ethernet。目前中大型企業新一代的區域網絡規劃中，GigabitEthernet普遍使用在區域網絡的骨干上，并以光纖介面為主流。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(CarrierSenseMultipleAclearcase/" target="_blank" >ccess/CollisionDetection)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。

2.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50歐姆/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，既可由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4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IEEE802.3u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使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的多的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，3.11.71IEEE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。

3.千兆以太網

千兆以太網技術作為最新的高速以太網技術，給用戶帶來了提高核心網絡的有效解決方案，這種解決方案的最大優點是繼承了傳統以太技術價格便宜的優點。

千兆技術仍然是以太技術，它采用了與10M以太網相同的幀格式、幀結構、網絡協議、全/半雙工工作方式、流控模式以及布線系統。由于該技術不改變傳統以太網的桌面應用、操作系統，因此可與10M或100M的以太網很好地配合工作。升級到千兆以太網不必改變網絡應用程序、網管部件和網絡操作系統，能夠最大程度地投資保護，因此該技術的市場前景十分看好。

為了能夠偵測到64Bytes資料框的碰撞，GigabitEthernet所支持的距離更短。GigabitEthernet支持的網絡類型，如下表所示：