1973年,施乐公司PaloAlto研究中心的两位研究人员,RobertMetcalfe和DavidBoggs,为了连接实验室的多个计算机设备,开发出了以太网技术。以太网的时钟取自于Alto的系统时钟,最初的数据传输速率为2.94..
1973年,施乐公司PaloAlto研究中心的两位研究人员,RobertMetcalfe和DavidBoggs,为了连接实验室的多个计算机设备,开发出了以太网技术。以太网的时钟取自于Alto的系统时钟,最初的数据传输速率为2.94Mbps。Meltacafe将这项技术命名为“以太网”。
以太网的传输速度从最初的10Mbps逐步扩展到100Mbps、1GMbps、10Gbps,以太网的价格也跟随摩尔定律以及规模经济而迅速下降。同时,随着用户迅速膨胀到数以亿计,网络的价值越发无可估量。如今,以太网已经成为局域网(LAN)中的主导网络技术,而且随着吉比以太网的出现,以太网已经开始向城域网(MAN)大步迈进。
技术的发展促使以太网应该有下一个标准,现在的关键是确立一个标准,该标准可以将10G以太网引入城域网(MAN),并最终推广到广域网(WAN)。我们相信,语音网和数据网最终将实现统一,融合的网络同时应该兼容目前的以太网技术,以便能够最大程度地保护客户以及服务提供商们已经在以太网上投入的基础设施投资。
以太网的主要技术特点:
基带网,基带传输技术;
标准: IEEE802.3;
介质访问控制方法:CSMA/CD
共享型网络,网络上的所有主机共享传输介体和带宽;
带宽利用率低,一般为30% - 40%;
广播式网络,网上传输的数据包任何主机都可以接收;
拓扑结构: 总线型和星型;
传输速率:10M/100M/1G/10G;
全双工或半双工;
传输介质:主要为屏蔽双绞线,同轴电缆,光纤。
以太网/IEEE802.3工作原理
多个计算机接在同一传输介质上,主机A向主机C发送数据
时,一旦主机A将数据包送出,数据包将横贯整个网络,网
上的每台主机都可看到,并接收下来进行检查,仅当数据
包里的目标地址与本机地址相符的主机才会真正接收,并
进行进一步处理,那些地址不相符的主机都会将其丢弃。
当多台主机同时向网上发送数据,因为网络介质是共享的,
所以会产生冲突,造成发送无效,由于每台主机向网上发
送数据是随机的,大量的冲突影响了网络的效率,为此引
入出了CSMA/CD共享访问控制技术。
带冲突检测的CSMA
CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision
Detection)带冲突检测的载波侦听多路访问
典型的随机访问技术,也是一种争用型技术
CSMA/CD是IEEE802.3的核心协议。
(1)载波侦听:
在传送数据前,先侦听信道,检测信道上是否有载波信号
如果无载波信号,表示信道空闲,可立即发送
如果有载波信号,表示信道忙,则等待
(2)冲突检测
— 当信道空闲时,边发送数据边检测冲突。
— 当站点检测到冲突信号时,就立即取消传送,
发送一个短的干扰信号JAM(阻塞信号),加强冲突
信号,然后等待一个随机时间后,再重新尝试传送,
重传次数最多为16次;随机延迟时间确定与网络带宽
、传输时延和重传次数有关。
发送数据过程:
简单概括为:先听后发,边听边发,冲突停止,延持后发。
(a)每个节点在发送数据时,首先要侦听总线的忙,状态。如果总线上已经有数据信号传输,那么,它必须等待,直到总线空闲为止
(b)在总线空闲的状态下,节点便可以发送;
(c)当然,在以太太网中也存在着两个或多个节点在同一时刻同时发送的可能性,一旦出现这种情况,冲突就会产生
(d)因此,CSMA/CD发发送的过程中,一直需要监测信道的状态,当冲突发生时,立即停止发送,并且在随机延迟一段时间后再次进行发送的尝试
接收数据过程
(a) 网上的站点,若不发送帧,都处在接收状态,只要介质上有帧在传输,这些站点都会接收帧
(b) 接收帧后,首先判断是否为帧碎片(碰撞),若是 则丢弃;
(c) 识别目的MAC地址,若不是本站地址则丢弃;
(d) 判断帧校验序列是否有效,若无效则传输出错,丢弃;
(e) 判断类型/长度是否正确,若正确,接收成功。