以太网的发展 - 通信人家园

时间: 2020-5-12 11:18

作者: jackydan 标题: 以太网的发展

在刚萌芽时期的以太网是共享式以太网。以太网运行在同轴电缆上面，通过复杂的连接器把计算机和终端连接到该电缆上，然后还必须经过一些相关的电信号处理才能使用。这样的结构相对复杂，并且因为只有一条线路，只能适合于半双工通信。

到了1990年，出现了基于双绞线介质的10BAST-T以太网。终端设备通过双绞线连接到HUB上，利用HUB内部的一条共享总线进行互相通信。

物理上这种结构是星形的，但实际上还是沿用了CSMA/CD的访问机制，因为HUB内部是通过一条内部总线把许多终端连接起来的。

由于所有的主机都以平等的地位连接到同轴电缆上，如果以太网中主机数目较多，则存在以下严重问题：

把双绞线作为以太网的传输介质不但提高了灵活性和降低了成本，而且引入了一种高效的运行模式——全双工模式。所谓全双工，就是数据的发送和接收可以同时进行，互不干扰。

传统的网络设备HUB是不支持全双工的。要实现全双工通信，必须使用以太网交换机。由于这时出现的以太网交换机工作在数据链路层，因此又叫做L2交换机。正是L2交换机的出现，使以太网技术由原来的10M/100M共享结构转变为20M/200M独占带宽的结构。

而且可以在L2交换机上施加一些软件策略，来实现附加的服务，比如VLAN（虚拟局域网）、优先级、冗余链路等，这些技术增加了业务的丰富性。

全双工和以太网交换机彻底解决了以太网的冲突问题，但是还是存在以下缺陷：

解决广播泛滥问题的主导思想是将没有互访需求的主机隔离开。由此出现了VLAN（Virtual Local Area Network）技术。

VLAN技术成功的解决了广播问题，并且使以太网的安全性有了进一步的提高，此时的以太网技术趋于完美。

使用VLAN来划分网络后，不同VLAN之间的主机不能互相访问。如果两个VLAN之间有少量的访问需求，使用L3交换机是最简单，成本最低的解决办法。

L3交换机实质就是一种特殊的路由器，有很强交换能力而价格低廉的路由器。

L3交换机虽然几乎具备了路由器的所有功能，但在走向广域网的过程中却遇到了广域网接口带宽不足，路由性能低下的尴尬。

随着计算机技术的不断发展，一些新兴的应用逐渐显现，比如大型的分布式数据库和高速的视频图象传输等。这些应用需要大量的带宽，传统的快速以太网（100M）已经不能满足要求，这时候迫切再次提高以太网的运行速度，提高到1000M是最直接的，即所谓的千兆以太网。

千兆以太网的数据链路层基本上沿用了传统的以太网的链路层（只在半双工运行模式下，与传统以太网的链路层稍微有不同），这样可以很好的保护投资。但在物理层上做了改变。为了在物理介质上传送1000M的数据比特，千兆以太网沿用了光纤通道的技术。

目前，千兆以太网只能用光纤作为物理传输介质。但基于同轴电缆和五类双绞线的千兆以太网正在研制当中，估计不久的将来会投入使用。

千兆以太网技术现在已经完全成熟并大量投入使用，主要应用在数据网络的骨干位置，也应用于连接一些高端的数据库服务器。

正在研究当中的10G以太网也已经初具雏形，到能够商用的地步还有一段时间，但可以预计，在不久的将来，1000M以太网和10G以太网将像现在的10M以太网和快速以太网一样普遍。