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       以太網(wǎng)支持的傳輸媒體從最初的同軸電纜發(fā)展到雙絞線和光纜。星型拓撲的出現(xiàn)使以太網(wǎng)技術(shù)上了一個新的臺階，獲得迅速發(fā)展。從共享型以太網(wǎng)發(fā)展到交換型以太網(wǎng)，并出現(xiàn)了全雙工以太網(wǎng)技術(shù)，致使整個以太網(wǎng)系統(tǒng)的帶寬成十倍、百倍地增長，并保持足夠的系統(tǒng)覆蓋范圍。以太網(wǎng)以其高性能、低價格、使用方便的特點繼續(xù)發(fā)展。本文討論10Mbit/s以太網(wǎng)技術(shù)，并對交換式以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)、千兆以太網(wǎng)加以簡單介紹。

一、以太網(wǎng)的介質(zhì)訪問控制方式

       以太網(wǎng)與前面講過的交換式數(shù)據(jù)網(wǎng)有著很大差別。它的核心思想是利用共享的公共傳輸媒體。常規(guī)的共享媒體只以半雙工的模式工作，網(wǎng)絡(luò)在同一時刻要么發(fā)送數(shù)據(jù)，要么接收數(shù)據(jù)，但不能同時發(fā)送和接收。直至1997年，全雙工以太網(wǎng)才誕生。

       以太網(wǎng)的媒體訪問控制方式是以太網(wǎng)的核心技術(shù)，它決定了以太網(wǎng)的主要網(wǎng)絡(luò)性質(zhì)。

       在公共總線或樹型拓撲結(jié)構(gòu)的局域網(wǎng)上，通常使用帶碰撞檢測的載波偵聽多路訪問技術(shù)(CSMA/CD)。CSMA/CD又可稱為隨機訪問或爭用媒體技術(shù)，它討論網(wǎng)絡(luò)上多個站點如何共享一個廣播型的公共傳輸媒體，即解決“下一個該輪到誰往媒體上發(fā)送幀”的問題。對網(wǎng)絡(luò)上任何站來說，不存在預(yù)知的或由調(diào)度來安排的發(fā)送時間，每一站的發(fā)送都是隨機發(fā)生的。因為不存在用任何控制來確定該輪到哪一站發(fā)送，所以網(wǎng)上所有站都在時間上對媒體進行爭用。

       想利用CSMA/CD傳輸信息的工作站。首先要監(jiān)聽媒體，以確定是否有其他的站正在傳播。如果媒體空閑，該工作站則可以傳播。在同一時刻，兩個或多個工作站都欲傳輸信息的情況是極有可能發(fā)生的。如果這種情況發(fā)生，將會引起沖突，雙方傳輸?shù)臄?shù)據(jù)將變得雜亂不清，導(dǎo)致不能成功地接收。因此必須制定一個處理過程，以解決要發(fā)送信息的工作站當(dāng)發(fā)現(xiàn)媒體忙時應(yīng)怎樣工作，以及當(dāng)發(fā)生沖突時應(yīng)怎樣解決的問題。其規(guī)則是：

       •  如果媒體空閑，則傳輸；

       •  如果媒體忙，一直監(jiān)聽直到信道空閑，馬上傳輸；

       •  如果在傳輸中檢測到?jīng)_突，立即取消傳輸；

       •  沖突后，等待一段隨機時間，然后再試圖傳輸(重復(fù)第一步)。

二、以太網(wǎng)的協(xié)議結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)組成

1.協(xié)議結(jié)構(gòu)

       以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是以局域網(wǎng)的IEEE802參考模型為基礎(chǔ)的。IEEE802參考模型與OSI的區(qū)別是：它用帶地址的幀來傳送數(shù)據(jù)，不存在中間交換，所以不要求路由選擇,這樣就不需要網(wǎng)絡(luò)層了；在局域網(wǎng)中只保留了物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，數(shù)據(jù)鏈路層分成2個子層，即媒體接入控制子層(MAC)和邏輯鏈路控制子層(LLC),如圖9所示。

       MAC子層負責(zé)媒體訪問控制，以太網(wǎng)采用競爭方式，對于突發(fā)式業(yè)務(wù)，競爭技術(shù)是合適的。LLC子層負責(zé)沒有中間交換節(jié)點的兩個站之間的數(shù)據(jù)幀的傳輸。它不同于傳統(tǒng)的鏈路層，即它還必須支持鏈路的多路訪問特性；它可利用MAC子層來擺脫鏈路訪問中的某些細節(jié)；它必須提供某些屬于第3層的功能。所以LLC子層不但要有差錯、流量控制，還需有復(fù)用、提供無連接的服務(wù)或面向連接的服務(wù)等功能。

       在這里需要解釋一下以太網(wǎng)的尋址問題。先考慮交換數(shù)據(jù)的要求，一般地說，通信涉及3個因素：進程、主機和網(wǎng)絡(luò)。進程是進行通信的基本實體。從一個進程到另一個進程的數(shù)據(jù)傳送過程是：首先將數(shù)據(jù)加給駐留該進程的主機，然后再送給另一個進程。這個概念暗示至少需要兩級尋址。

       •  MAC地址：標識局域網(wǎng)上的一個站地址，即計算機硬件地址；

圖9   IEEE802 參考模型與OSI的比較

       •  LLC地址：標識一個LLC用戶，即進程在某一主機中的地址，也就是LLC子層上的服務(wù)訪問點（SAP）。

       這里MAC地址與網(wǎng)絡(luò)上的物理連接點有關(guān)。LLC子層的SAP則與一個站內(nèi)的特定用戶有關(guān)。在某些情況下，SAP對應(yīng)于一個主機進程，另一種情況.集中器的每個端口對應(yīng)于唯一的SPA。

2.以太網(wǎng)系統(tǒng)組成

       以太網(wǎng)系統(tǒng)通常由集線器、網(wǎng)卡以及雙絞線組成，如圖10所示。

圖10    以太網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖