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以太网是什么以太网组成结构网络结构与发展脉络

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以太网的概念解析

1)以太网是一种计算机局域网技术。以太网是由IEEE制定的技术标准。以太网规定了包括物理层的连线、电子信号和介质访问层协议的内容。

2)以太网是目前应用最普遍的局域网技术,取代了其他局域网技术如令牌环、FDDI和ARCNET。

3)以太网是目前计算机局域网最常见的通信协议标准,但它是为办公自动化的应用而设计的,并没有考虑到工业现场环境的需求,比如高温、低温、防尘等,所以以太网不能直接应用于环境恶劣的工业现场。

4)但是随着工业发展的快速需求以及工业领域对以太网的迫切需要,所以工业以太网就随之也慢慢的产生了。

以太网的标准多种多样

1)工业网络的发展经历了20多年,由于对未来的自动化控制的战略意义重大,市场潜力巨大,国际上著名的自动化设备制造商都千方百计地研发有自己特色的工业网络,各种现场总线和工业以太网相继产生。

2)为了统一这些标准,形成最终的唯一的世界标准,各方面都进行了长时间努力,但出于各自的利益,最终以失败告终,妥协形成了多个标准。

以太网的诞生发展脉络

1)以太网的故事始于ALOHA时期,一个名叫BobMetcalfe的学生在他学习期间接触到了Abramson的工作,他对此很感兴趣。

2)当他到帕洛阿尔托研究中心,看到那里的机器都是孤零零的,于是他便运用帮助Abramson工作获得的知识与同事DavidBoggs设计并实现了第一个局域网。

3)该局域网采用一个长的粗同轴电缆,以3Mbps速率运行。他们把这个系统以发光性乙醚命名为以太网。

4)以太网由zilog公司的网络发展而来,公司创建的局域网组网规范,1980年由DEC Intel Xerox三家公司联合宣布了以太网的技术规范。

5)以太网是著名的总线网。集散控制系统中,采用CSMA/CD方式传输数据的总线网络大多采用以太网。

连接介质介绍

1)以太网可以使用多种连接介质,包括同轴电缆,双绞线和光纤。

2)双绞线主要用于从主机到集线器或交换机的连接。

3)光纤主要用于交换机之间的级联以及交换机和路由器之间的点对点链路。早期,同轴电缆已逐渐被淘汰为主要连接介质。

以太网的分类

以太网是应用最广泛的局域网技术。根据传输速率的不同,以太网分为标准以太网(10Mbit/s)、快速以太网(100Mbis)千兆以太网(1000Mbs)和万兆以太网(10Gbit/s),这些以太网都符合IEEE802.3,是兼容的。

标准以太网介绍

1)标准以太网是最早期的以太网,其传输速率为10Mbts,也称为传统以太网。

2)此种以太网的组网方式非常灵活,既可以使用粗、细缆组成总线网络,也可以使用双绞线组成星状网络,还可以同时使用同轴电缆和双绞线组成混合网络。这些网络都符合EE8023标准。

快速以太网介绍

1)随着网络的发展和各项网络技术的普及,标准以太网技术已难以满足人们对网络数据流量和速率的需求。

2)1993年10月以前,人们只能选择价格昂贵、基于100Mbs光缆的FDD技术组建高标准网络。

3)1993年10月,GrandJunction公司推出了世界上第一台快速以太网集线器FastSwitch10/100和百兆网络接口卡FastNIC100,快速以太网技术正式得到应用。

4)随后,Intel、3COM等公司也相继推出了自己的快速以太网设备,同时EEE802工作组对100Mbi/s以太网的各种标准进行了研究,并于1995年4月发布了IEEE802.3u100Base-T快速以太网标准,快速以太网时代到来。

千兆以太网介绍

1)千兆以太网(GigabitEthernet)也称为吉比特以太网。1995年11月,IEEE802.3工作组委任一个高速研究组,以研究将快速以太网速率增至1000Mbls的可行性和方法。

2)1996年6月,IEEE标准委员会批准了千兆以太网方案授权申请,随后IEE802.3工作组成立了EEE802.3z工作委员会,该委员会建立了千兆以太网标准。

3)千兆以太网采用光纤作为上行链路,用于楼宇间的连接,原本被作为一种交换技术设计,之后被广泛应用于服务器的连接和主干网中。

4)如今,千兆以太网已成为主流的网络技术,无论是大型企业还是中小型企业,在组建网络时都会把千兆以太网作为首选高速网络技术。

万兆以太网介绍

1)万兆以太网(10GigabitEthernet,10GE)也称为10吉比特以太网,是继千兆以太网之后产生的高速以太网。

2)在千兆以太网的IEEE802.3Z规范通过后不久,IEEEE成立了高速研究组(HighSpeedStudyGroup,HssG),该研究组主要致力于10GE的研究。

以太网的网络结构

1)以太网的网络结构分为三层:物理层、数据链路层和高层用户层,控制器插件板完成数据链路层的功能,同袖电缆侧的收发器完成物理层的功能。

2)以太网的物理层采用50Ω基带同袖电缆作为通信媒体。数据传输速率通常是l0Mbps,甚至达到10Gbps(工业以太网)。

3)工作站最多1024个,工作站间通过中继站可达2.5km。每个工作站由收发器、收发器电缆、以太网接口及主机接口等组成。

4)若干个工作站挂接在一根同轴电缆上组成分支式无根树(Branchingnon-rootedtree)的一个段,段与段之间用中继器连接。

5)每根同袖电缆的长度应小于500m,收发器电缆小于50m,可挂接最多100个工作站。实际集散控制系统中,挂接的工作站数远小于该约束数目。

6)以太网的数据链路层分为数据封装和链路管理两个子层,在每个子居中,发送和接收是两个互相独立的部分。

7)数据链路中的帧采用团6—N的格式。以8位为一个位组,采取从左向右的顺序传送。目的地址共6个位组,当第一位是“0”表示物理地址,是“1”表示送往几个站的多目的地址。

8)当全部48位是“1”时,表示送往以太网所连接的所有站。除第一位以外的47位是实际地址。源地址是发送站的地址。

9)以太网采用32位循环冗余码作为帧校验,因此,在数据帧的最后有4个位组存放相应的位元。传送的数据是透明的,什么数据都可以,它可以占用46-1500个位组,因此、是可变长度的。

总的来说,以太网就是一种计算机局域网技术。是在ALOHA时期由BobMetcalfe和他的同事DavidBoggs设计并实现了第一个局域网。通过以上文章的详细介绍,你了解了吗?