以太網(wǎng)即Ethernet是Xerox、DigitalEquipment和Intel三家公司開發(fā)的局域網(wǎng)組網(wǎng)規(guī)范,于80年代初首次出版,稱為DIX1.0。1982年修改后的版本為DIX2.0。這三家公司將此規(guī)范提交給IEEE(電子電氣工程師協(xié)會)802委員會,經過IEEE成員的修改并通過,變成了IEEE的正式標準,并編號為IEEE802.3。Ethernet和IEEE802.3雖然有很多規(guī)定不同,但術語Ethernet通常認為與802.3是兼容的。IEEE將802.3標準提交國際標準化組織(ISO)第一聯(lián)合技術委員會(JTC1),再次經過修訂變成了國際標準ISO8802.3。
以太網(wǎng)。指的是由Xerox公司創(chuàng)建并由Xerox,Intel和DEC公司聯(lián)合開發(fā)的基帶局域網(wǎng)規(guī)范。以太網(wǎng)絡使用CSMA/CD(載波監(jiān)聽多路訪問及沖突檢測技術)技術,并以10M/S的速率運行在多種類型的電纜上。以太網(wǎng)與IEEE802·3系列標準相類似。
它不是一種具體的網(wǎng)絡,是一種技術規(guī)范。
以太網(wǎng)是當今現(xiàn)有局域網(wǎng)采用的最通用的通信協(xié)議標準。該標準定義了在局域網(wǎng)(LAN)中采用的電纜類型和信號處理方法。以太網(wǎng)在互聯(lián)設備之間以10~100Mbps的速率傳送信息包,雙絞線電纜10BaseT以太網(wǎng)由于其低成本、高可靠性以及10Mbps的速率而成為應用最為廣泛的以太網(wǎng)技術。直擴的無線以太網(wǎng)可達11Mbps,許多制造供應商提供的產品都能采用通用的軟件協(xié)議進行通信,開放性最好。
總線型:所需的電纜較少、價格便宜、管理成本高,不易隔離故障點、采用共享的訪問機制,易造成網(wǎng)絡擁塞。早期以太網(wǎng)多使用總線型的拓撲結構,采用同軸纜作為傳輸介質,連接簡單,通常在小規(guī)模的網(wǎng)絡中不需要專用的網(wǎng)絡設備,但由于它存在的固有缺陷,已經逐漸被以集線器和交換機為核心的星型網(wǎng)絡所代替。
星型:管理方便、容易擴展、需要專用的網(wǎng)絡設備作為網(wǎng)絡的核心節(jié)點、需要更多的網(wǎng)線、對核心設的可靠性要求高。采用專用的網(wǎng)絡設備(如集線器或交換機)作為核心節(jié)點,通過雙絞線將局域網(wǎng)中的各臺主機連接到核心節(jié)點上,這就形成了星型結構。星型網(wǎng)絡雖然需要的線纜比總線型多,但布線和連接器比總線型的要便宜。此外,星型拓撲可以通過級聯(lián)的方式很方便的將網(wǎng)絡擴展到很大的規(guī)模,因此得到了廣泛的應用,被絕大部分的以太網(wǎng)所采用。
以太網(wǎng)可以采用多種連接介質,包括同軸纜、雙絞線和光纖等。其中雙絞線多用于從主機到集線器或交換機的連接,而光纖則主要用于交換機間的級聯(lián)和交換機到路由器間的點到點鏈路上。同軸纜作為早期的主要連接介質已經逐漸趨于淘汰。
以太網(wǎng)卡可以工作在兩種模式下:半雙工和全雙工。
半雙工:半雙工傳輸模式實現(xiàn)以太網(wǎng)載波監(jiān)聽多路訪問沖突檢測。傳統(tǒng)的共享LAN是在半雙工下工作的,在同一時間只能傳輸單一方向的數(shù)據(jù)。當兩個方向的數(shù)據(jù)同時傳輸時,就會產生沖突,這會降低以太網(wǎng)的效率。
全雙工:全雙工傳輸是采用點對點連接,這種安排沒有沖突,因為它們使用雙絞線中兩個獨立的線路,這等于沒有安裝新的介質就提高了帶寬。例如在上例的車站間又加了一條并行的鐵軌,同時可有兩列火車雙向通行。在雙全工模式下,沖突檢測電路不可用,因此每個雙全工連接只用一個端口,用于點對點連接。標準以太網(wǎng)的傳輸效率可達到50%~60%的帶寬,雙全工在兩個方向上都提供100%的效率。
以太網(wǎng)采用帶沖突檢測的載波幀聽多路訪問(CSMA/CD)機制。以太網(wǎng)中節(jié)點都可以看到在網(wǎng)絡中發(fā)送的所有信息,因此,我們說以太網(wǎng)是一種廣播網(wǎng)絡。以太網(wǎng)的工作過程如下:
當以太網(wǎng)中的一臺主機要傳輸數(shù)據(jù)時,它將按如下步驟進行:
1、幀聽信道上收否有信號在傳輸。如果有的話,表明信道處于忙狀態(tài),就繼續(xù)幀聽,直到信道空閑為止。
2、若沒有幀聽到任何信號,就傳輸數(shù)據(jù)
3、傳輸?shù)臅r候繼續(xù)幀聽,如發(fā)現(xiàn)沖突則執(zhí)行退避算法,隨機等待一段時間后,重新執(zhí)行步驟1(當沖突發(fā)生時,涉及沖突的計算機會發(fā)送一個擁塞序列,以警告所有的節(jié)點)
4、若未發(fā)現(xiàn)沖突則發(fā)送成功,計算機會返回到幀聽信道狀態(tài)。
注意:每臺計算機一次只允許發(fā)送一個包,所有計算機在試圖再一次發(fā)送數(shù)據(jù)之前,必須在最近一次發(fā)送后等待9.6微秒(以10Mbps運行)。
工業(yè)以太網(wǎng)跟一般以太網(wǎng)的區(qū)別
一以太網(wǎng)(Ethernet)是最廣泛安裝的局域網(wǎng)技術。正如現(xiàn)在在IEEE 802.3標準中指出的,以太網(wǎng)原來由Xerox開發(fā),后來由Xerox, DEC和Intel共同開發(fā)的。二以太網(wǎng)一般使用同軸電纜...
工業(yè)以太網(wǎng)和標準以太網(wǎng)的區(qū)別
工業(yè)以太網(wǎng)是應用于工業(yè)控制領域的以太網(wǎng)技術,在技術上與商用以太網(wǎng)(即IEEE 802.3標準)兼容,但是實際產品和應用卻又完全不同。這主要表現(xiàn)普通商用以太網(wǎng)的產品設計時,在材質的選用、產品的強度、適用...
快速以太網(wǎng)和千兆以太網(wǎng)有什么區(qū)別?
1、性質不同:快速以太網(wǎng)是計算機網(wǎng)絡中的以太網(wǎng)術語,能提供100Mbps的傳輸速率。IEEE 802.3u 100BASE-T快速以太網(wǎng)標準于1995年由IEEE正式推出,早前快速以太網(wǎng)的傳輸速率為1...
基于FPGA的100BASE-TX工業(yè)以太網(wǎng)中繼器的設計與實現(xiàn)
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為了提高工業(yè)以太網(wǎng)的實時性和確定性,設計出一種基于FPGA的以太網(wǎng)中繼器。與傳統(tǒng)的以太網(wǎng)中繼器相比,該中繼器采用FPGA芯片實現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理,具有延時小的特點。該中繼器以太網(wǎng)接口部分采用專業(yè)的以太網(wǎng)PHY芯片,數(shù)據(jù)的轉發(fā)則由FPGA來完成,FPGA程序包括同步檢測模塊、同步再生模塊、雙口RAM及中央控制模塊等幾個模塊。實驗結果表明,該以太網(wǎng)中繼器能兼容IEEE802.3標準以太網(wǎng)設備,與傳統(tǒng)的以太網(wǎng)中繼器相比,延時要小很多。
光纖接口是用來連接光纖線纜的物理接口。FC是Ferrule Connector的縮寫,其外部加強方式是采用金屬套,緊固方式為螺絲扣。ST接口通常用于10Base-F,SC接口通常用于100Base-FX。
光纖接口基本描述
光纖接口是用來連接光纖線纜的物理接口。其原理是利用了光從光密介質進入光疏介質從而發(fā)生了全反射。通常有SC、ST、FC等幾種類型,它們由日本NTT公司開發(fā)。FC是Ferrule Connector的縮寫,其外部加強方式是采用金屬套,緊固方式為螺絲扣。ST接口通常用于10Base-F,SC接口通常用于100Base-FX。
信號轉發(fā)原理
集線器工作于OSI/RM參考模型的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的MAC(介質訪問控制)子層。物理層定義了電氣信號,符號,線的狀態(tài)和時鐘要求,數(shù)據(jù)編碼和數(shù)據(jù)傳輸用的連接器。因為集線器只對信號進行整形、放大后再重發(fā),不進行編碼,所以是物理層的設備。10M集線器在物理層有4個標準接口可用,那就是:10BASE-5、10BASE-2、10BASE-T、10BASE-F。10M集線器的10BASE-5(AUI)端口用來連接層1和層2 。
集線器采用了CSMA/CD(載波幀聽多路訪問/沖突檢測)協(xié)議,CSMA/CD為MAC層協(xié)議,所以集線器也含有數(shù)據(jù)鏈路層的內容。
10M集線器作為一種特殊的多端口中繼器,它在連網(wǎng)中繼擴展中要遵循5-4-3規(guī)則,即:一個網(wǎng)段最多只能分5個子網(wǎng)段;一個網(wǎng)段最多只能有4個中繼器;一個網(wǎng)段最多只能有三個子網(wǎng)段含有PC,如圖19,子網(wǎng)段2和子網(wǎng)段4是用來延長距離的。
集線器的工作過程是非常簡單的,它可以這樣的簡單描述:首先是節(jié)點發(fā)信號到線路,集線器接收該信號,因信號在電纜傳輸中有衰減,集線器接收信號后將衰減的信號整形放大,最后集線器將放大的信號廣播轉發(fā)給其他所有端口。