什麼是以太網和以太網交換機

什麼是以太網

以太網(Ethernet)是一種計算機局域網技術。IEEE組織的IEEE 802.3標準製定了以太網的技術標準，它規定了包括物理層的連線、電子信號和介質訪問層協議的內容。以太網是目前應用最普遍的局域網技術，取代了其他局域網標準如令牌環
、FDDI和ARCNET。

以太網的標準拓撲結構為總線型拓撲，但目前的快速以太網(100BASE-T
、1000BASE-T標準)為了減少衝突，將能提高的網絡速度和使用效率最大化，使用交換機(Switch hub)來進行網絡連接和組織。如此一來，以太網的拓撲結構就成了星型;但在邏輯上，以太網仍然使用總線型拓撲和CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection，即載波多重訪問/碰撞偵測)的總線技術。

以太網實現了網絡上無線電係統多個節點發送信息的想法，每個節點必須獲取電纜或者信道的才能傳送信息
，有時也叫作以太(Ether)。(這個名字來源於19世紀的物理學家假設的電磁輻射媒體-光以太。後來的研究證明光以太不存在。) 每一個節點有全球唯一的48位地址也就是製造商分配給網卡的MAC地址，以保證以太網上所有節點能互相鑒別。由於以太網十分普遍
，許多製造商把以太網卡直接集成進計算機主板。

以太網通訊具有自相關性的特點，這對於電信通訊工程十分重要。

共享介質

帶衝突檢測的載波偵聽多路訪問(CSMA/CD)技術規定了多台計算機共享一個通道的方法。這項技術最早出現在1960年代由夏威夷大學開發的ALOHAnet，它使用無線電波為載體。這個方法要比令牌環網或者主控製網簡單。當某台計算機要發送信息時，在以下行動與狀態之間進行轉換：

1.開始- 如果線路空閑，則啟動傳輸，否則跳轉到第4步。

2.發送- 如果檢測到衝突，繼續發送數據直到達到最小回報時間(min echo receive interval)以確保所有其他轉發器和終端檢測到衝突，而後跳轉到第4步。

3.成功傳輸- 向更高層的網絡協議報告發送成功，退出傳輸模式。

4.線路繁忙- 持續等待直到線路空閑。

5.線路空閑- 在尚未達到最大嚐試次數之前，每隔一段隨機時間轉到第1步重新嚐試。

6.超過最大嚐試傳輸次數- 向更高層的網絡協議報告發送失敗
，退出傳輸模式。

就像在沒有主持人的座談會中
，所有的參加者都透過一個共同的介質(空氣)來lai相xiang互hu交jiao談tan。每mei個ge參can加jia者zhe在zai講jiang話hua前qian，都dou禮li貌mao地di等deng待dai別bie人ren把ba話hua講jiang完wan。如ru果guo兩liang個ge客ke人ren同tong時shi開kai始shi講jiang話hua，那na麼me他ta們men都dou停ting下xia來lai
，分fen別bie隨sui機ji等deng待dai一yi段duan時shi間jian再zai開kai始shi講jiang話hua。這zhe時shi
，如ru果guo兩liang個ge參can加jia者zhe等deng待dai的de時shi間jian不bu同tong
，衝chong突tu就jiu不bu會hui出chu現xian。如ru果guo傳chuan輸shu失shi敗bai超chao過guo一yi次ci


，將jiang延yan遲chi指zhi數shu增zeng長chang時shi間jian後hou再zai次ci嚐chang試shi。延yan遲chi的de時shi間jian透tou過guo截jie斷duan二er進jin製zhi指zhi數shu後hou移yi(truncated binary exponential backoff)算法來實現。

最初的以太網是采用同軸電纜來連接各個設備的。計算機透過一個叫做附加單元接口(Attachment Unit Interface，AUI)的(de)收(shou)發(fa)器(qi)連(lian)接(jie)到(dao)電(dian)纜(lan)上(shang)。一(yi)條(tiao)簡(jian)單(dan)網(wang)路(lu)線(xian)對(dui)於(yu)一(yi)個(ge)小(xiao)型(xing)網(wang)絡(luo)來(lai)說(shuo)很(hen)可(ke)靠(kao)，而(er)對(dui)於(yu)大(da)型(xing)網(wang)絡(luo)來(lai)說(shuo)，某(mou)處(chu)線(xian)路(lu)的(de)故(gu)障(zhang)或(huo)某(mou)個(ge)連(lian)接(jie)器(qi)的(de)故(gu)障(zhang)
，都(dou)會(hui)造(zao)成(cheng)以(yi)太(tai)網(wang)某(mou)個(ge)或(huo)多(duo)個(ge)網(wang)段(duan)的(de)不(bu)穩(wen)定(ding)。

因為所有的通信信號都在共享線路上傳輸
，即使信息隻是想發給其中的一個終端(destination)，quehuishiyongguangbodexingshi，fasonggeixianlushangdesuoyoujisuanji。zaizhengchangqingkuangxia，wangluojiekoukahuilvdiaobushifasonggeizijidexinxi，jieshoudaomubiaodizhishizijidexinxishicaihuixiangCPU發出中斷請求，除非網卡處於混雜模式(Promiscuous mode)。這種“一個說
，大家聽”的(de)特(te)質(zhi)是(shi)共(gong)享(xiang)介(jie)質(zhi)以(yi)太(tai)網(wang)在(zai)安(an)全(quan)上(shang)的(de)弱(ruo)點(dian)，因(yin)為(wei)以(yi)太(tai)網(wang)上(shang)的(de)一(yi)個(ge)節(jie)點(dian)可(ke)以(yi)選(xuan)擇(ze)是(shi)否(fou)監(jian)聽(ting)線(xian)路(lu)上(shang)傳(chuan)輸(shu)的(de)所(suo)有(you)信(xin)息(xi)。共(gong)享(xiang)電(dian)纜(lan)也(ye)意(yi)味(wei)著(zhe)共(gong)享(xiang)帶(dai)寬(kuan)，所(suo)以(yi)在(zai)某(mou)些(xie)情(qing)況(kuang)下(xia)以(yi)太(tai)網(wang)的(de)速(su)度(du)可(ke)能(neng)會(hui)非(fei)常(chang)慢(man)
，比(bi)如(ru)電(dian)源(yuan)故(gu)障(zhang)之(zhi)後(hou)，當(dang)所(suo)有(you)的(de)網(wang)絡(luo)終(zhong)端(duan)都(dou)重(zhong)新(xin)啟(qi)動(dong)時(shi)。

什麼是以太網交換機

以(yi)太(tai)網(wang)交(jiao)換(huan)機(ji)是(shi)基(ji)於(yu)以(yi)太(tai)網(wang)傳(chuan)輸(shu)數(shu)據(ju)的(de)交(jiao)換(huan)機(ji)，以(yi)太(tai)網(wang)采(cai)用(yong)共(gong)享(xiang)總(zong)線(xian)型(xing)傳(chuan)輸(shu)媒(mei)體(ti)方(fang)式(shi)的(de)局(ju)域(yu)網(wang)。以(yi)太(tai)網(wang)交(jiao)換(huan)機(ji)的(de)結(jie)構(gou)是(shi)每(mei)個(ge)端(duan)口(kou)都(dou)直(zhi)接(jie)與(yu)主(zhu)機(ji)相(xiang)連(lian)
，並(bing)且(qie)一(yi)般(ban)都(dou)工(gong)作(zuo)在(zai)全(quan)雙(shuang)工(gong)方(fang)式(shi)。交(jiao)換(huan)機(ji)能(neng)同(tong)時(shi)連(lian)通(tong)許(xu)多(duo)對(dui)端(duan)口(kou)，使(shi)每(mei)一(yi)對(dui)相(xiang)互(hu)通(tong)信(xin)的(de)主(zhu)機(ji)都(dou)能(neng)像(xiang)獨(du)占(zhan)通(tong)信(xin)媒(mei)體(ti)那(na)樣(yang)
，進(jin)行(xing)無(wu)衝(chong)突(tu)地(di)傳(chuan)輸(shu)數(shu)據(ju)。

接口

以太網包括三種網絡接口：

1. RJ-45接口這種接口應用最為普遍。因其適配線纜\傳輸介質製作簡單，傳輸速率快。支持的雙工工作方式齊全。

2. BNC所用的傳輸介質為細同軸電纜，當前已不常見。不要以為一講以太網就都是RJ-45接口的，隻不過雙絞線類型的RJ-45接口在網絡設備中非常普遍而已。

3. AUI所用的傳輸介質為粗同軸電纜。當前多是廣電寬帶采用同軸電纜作為網絡傳輸介質，範圍不廣。為了在RJ-45接口的基礎上兼顧同軸電纜介質的網絡連接，配上BNC或AUI接口。

概念

1990 年問世的交換式集線器(switching hub)，可明顯地提高局域網的性能。交換式集線器常稱為以太網交換機(Ethernet Switch)或第二層交換機(表明此交換機工作在數據鏈路層)。

需要說明的是，這裏所指的“以太網交換機”是指傳輸帶寬在100Mbps以下的交換機，還有一種“快速以太網交換機”
、“千兆以太網交換機”和“萬兆以太網交換機”其實也是以太網交換機，隻不過它們所采用的協議標準、或者傳輸介質不一樣，當然其接口形式也可能不一樣。

特點

1
、以太網交換機的每個端口都直接與主機相連，並且一般都工作在全雙工方式。

2
、交換機能同時連通許多對的端口，使每一對相互通信的主機都能像獨占通信媒體那樣
，進行無衝突地傳輸數據。

3、共享傳輸媒體的帶寬，對於普通10 Mb/s 的共享式以太網，若共有N個用戶
，則每個用戶占有的平均帶寬隻有總帶寬(10 Mb/s)的N分之一。

應用

yitaiwangjiaohuanjiyingyongzuiweipubian，jiageyejiaobianyi，dangciqiquan。yinci，yingyonglingyufeichangguangfan，zaidadaxiaoxiaodejuyuwangdoukeyijiandaotamendezongying。yitaiwangjiaohuanjitongchangdouyoujigedaojishigeduankou，shizhishangjiushiyigeduoduankoudewangqiao。lingwai
，tadeduankousulvkeyibutong，gongzuofangshiyekeyibutong，rukeyitigong10M、100M的帶寬、提供半雙工、全雙工、自適應的工作方式等。

我們使用的以太網交換機通常連接的設備包括：NVR(網絡硬盤錄像機)、DVR(硬盤錄像機)、IPC(網絡攝像機)、路由器、PC機、服務器等設備。這些連接的設備，都會有自身的一個MAC地址
，而他們的設備要聯網也必須有個專屬於它的IP地址。

以太網交換機工作於OSI網絡參考模型的第二層(即數據鏈路層)，是一種基於MAC(介質訪問控製)地址識別、完成以太網數據幀轉發的網絡設備。

以太網交換機在端口上接受網絡發送過來的數據幀，對數據的識別然後將該數據幀從對應端口上轉發出去，從而實現數據交換。