以太網(wǎng)集線器是什么？

以太網(wǎng)是當(dāng)今現(xiàn)有局域網(wǎng)采用的最通用的通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，組建于七十年代早期。Ethernet(以太網(wǎng)）是一種傳輸速率為10Mbps的常用局域網(wǎng)（LAN）標(biāo)準(zhǔn)。在以太網(wǎng)中，所有計(jì)算機(jī)被連接一條同軸電纜上，采用具有沖突檢測(cè)的載波感應(yīng)多處訪問(wèn)（CSMA/CD）方法，采用競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制和總線拓樸結(jié)構(gòu)。基本上，以太網(wǎng)由共享傳輸媒體，如雙絞線電纜或同軸電纜和多端口集線器、網(wǎng)橋或交換機(jī)構(gòu)成。在星型或總線型配置結(jié)構(gòu)中，集線器/交換機(jī)/網(wǎng)橋通過(guò)電纜使得計(jì)算機(jī)、打印機(jī)和工作站彼此之間相互連接。

以太網(wǎng)具有的一般特征概述如下：

共享媒體：所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備依次使用同一通信媒體。

廣播域：需要傳輸?shù)膸话l(fā)送到所有節(jié)點(diǎn)，但只有尋址到的節(jié)點(diǎn)才會(huì)接收到幀。

CSMA/CD：以太網(wǎng)中利用載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)/沖突檢測(cè)方法（CarrierSenseMultipleAccess/CollisionDetection）以防止twp或更多節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送。

MAC地址：媒體訪問(wèn)控制層的所有Ethernet網(wǎng)絡(luò)接口卡（NIC）都采用48位網(wǎng)絡(luò)地址。這種地址全球唯一。

Ethernet基本網(wǎng)絡(luò)組成：

共享媒體和電纜：10BaseT（雙絞線），10Base-2（同軸細(xì)纜），10Base-5（同軸粗纜）。

轉(zhuǎn)發(fā)器或集線器：集線器或轉(zhuǎn)發(fā)器是用來(lái)接收網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上的大量以太網(wǎng)連接的一類設(shè)備。通過(guò)某個(gè)連接的接收雙方獲得的數(shù)據(jù)被重新使用并發(fā)送到傳輸雙方中所有連接設(shè)備上，以獲得傳輸型設(shè)備。

網(wǎng)橋：網(wǎng)橋?qū)儆诘诙釉O(shè)備，負(fù)責(zé)將網(wǎng)絡(luò)劃分為獨(dú)立的沖突域獲分段，達(dá)到能在同一個(gè)域/分段中維持廣播及共享的目標(biāo)。網(wǎng)橋中包括一份涵蓋所有分段和轉(zhuǎn)發(fā)幀的表格，以確保分段內(nèi)及其周?chē)耐ㄐ判袨檎＿M(jìn)行。

交換機(jī)：交換機(jī)，與網(wǎng)橋相同，也屬于第二層設(shè)備，且是一種多端口設(shè)備。交換機(jī)所支持的功能類似于網(wǎng)橋，但它比網(wǎng)橋更具有的優(yōu)勢(shì)是，它可以臨時(shí)將任意兩個(gè)端口連接在一起。交換機(jī)包括一個(gè)交換矩陣，通過(guò)它可以迅速連接端口或解除端口連接。與集線器不同，交換機(jī)只轉(zhuǎn)發(fā)從一個(gè)端口到其它連接目標(biāo)節(jié)點(diǎn)且不包含廣播的端口的幀。

以太網(wǎng)協(xié)議：IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)中提供了以太幀結(jié)構(gòu)。當(dāng)前以太網(wǎng)支持光纖和雙絞線媒體支持下的四種傳輸速率：

10Mbps–10Base-TEthernet（802.3）

100Mbps–FastEthernet（802.3u）

1000Mbps–GigabitEthernet（802.3z)）

10GigabitEthernet–IEEE802.3ae

以太網(wǎng)簡(jiǎn)史：

1972年，羅伯特?梅特卡夫(RobertMetcalfe)和施樂(lè)公司帕洛阿爾托研究中心(XeroxPARC)的同事們研制出了世界上第一套實(shí)驗(yàn)型的以太網(wǎng)系統(tǒng)，用來(lái)實(shí)現(xiàn)XeroxAlto（一種具有圖形用戶界面的個(gè)人工作站）之間的互連，這種實(shí)驗(yàn)型的以太網(wǎng)用于Alto工作站、服務(wù)器以及激光打印機(jī)之間的互連，其數(shù)據(jù)傳輸率達(dá)到了2.94Mbps。

梅特卡夫發(fā)明的這套實(shí)驗(yàn)型的網(wǎng)絡(luò)當(dāng)時(shí)被稱為AltoAloha網(wǎng)。1973年，梅特卡夫?qū)⑵涿麨橐蕴W(wǎng)，并指出這一系統(tǒng)除了支持Alto工作站外，還可以支持任何類型的計(jì)算機(jī)，而且整個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)已經(jīng)超越了Aloha系統(tǒng)。他選擇“以太”（ether）這一名詞作為描述這一網(wǎng)絡(luò)的特征：物理介質(zhì)（比如電纜）將比特流傳輸?shù)礁鱾€(gè)站點(diǎn)，就像古老的“以太理論”（luminiferousether）所闡述的那樣，古代的“以太理論”認(rèn)為“以太”通過(guò)電磁波充滿了整個(gè)空間。就這樣，以太網(wǎng)誕生了。

最初的以太網(wǎng)事一種實(shí)驗(yàn)型的同軸電纜網(wǎng)，沖突檢測(cè)采用CSMA/CD。該網(wǎng)絡(luò)的成功，引起了大家的關(guān)注。1980年，三家公司（數(shù)字設(shè)備公司、Intel公司、施樂(lè)公司）聯(lián)合研發(fā)了10M以太網(wǎng)1.0規(guī)范。最初的IEEE802.3即基于該規(guī)范，并且與該規(guī)范非常相似。802.3工作組于1983年通過(guò)了草案，并于1985年出版了官方標(biāo)準(zhǔn)ANSI/IEEEStd802.3-1985。從此以后，隨著技術(shù)的發(fā)展，該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了大量的補(bǔ)充與更新，以支持更多的傳輸介質(zhì)和更高的傳輸速率等。

1979年，梅特卡夫成立了3Com公司，并生產(chǎn)出第一個(gè)可用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備：以太網(wǎng)卡（NIC），它是允許從主機(jī)到IBM終端和PC機(jī)等不同設(shè)備相互之間實(shí)現(xiàn)無(wú)縫通信的第一款產(chǎn)品，使企業(yè)能夠以無(wú)縫方式共享和打印文件，從而增強(qiáng)工作效率，提高企業(yè)范圍的通信能力。

以太網(wǎng)和IEEE802.3：

以太網(wǎng)是Xerox公司發(fā)明的基帶LAN標(biāo)準(zhǔn)。它采用帶沖突檢測(cè)的載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)協(xié)議（CSMA／CD），速率為10Mbps，傳輸介質(zhì)為同軸電纜。以太網(wǎng)是在20世紀(jì)70年代為解決網(wǎng)絡(luò)中零散的和偶然的堵塞而開(kāi)發(fā)的，而IEEE802．3標(biāo)準(zhǔn)是在最初的以太網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)上于1980年開(kāi)發(fā)成功的。現(xiàn)在，以太網(wǎng)一詞泛指所有采用CSMA／CD協(xié)議的局域網(wǎng)。以太網(wǎng)2．0版由數(shù)字設(shè)備公司、Intel公司和Xerox公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)，它與IEEE802．3兼容。

以太網(wǎng)和IEEE802．3通常由接口卡（網(wǎng)卡）或主電路板上的電路實(shí)現(xiàn)。以太網(wǎng)電纜協(xié)議規(guī)定用收發(fā)器將電纜連到網(wǎng)絡(luò)物理設(shè)備上。收發(fā)器執(zhí)行物理層的大部分功能，其中包括沖突檢測(cè)及收發(fā)器電纜將收發(fā)器連接到工作站上。

IEEE802．3提供了多種電纜規(guī)范，10Base5就是其中的一種，它與以太網(wǎng)最為接近。在這一規(guī)范中，連接電纜稱作連接單元接口（AUI），網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備稱為介質(zhì)訪問(wèn)單元（MAU）而不再是收發(fā)器。

1．以太網(wǎng)和IEEE802．3的工作原理

在基于廣播的以太網(wǎng)中，所有的工作站都可以收到發(fā)送到網(wǎng)上的信息幀。每個(gè)工作站都要確認(rèn)該信息幀是不是發(fā)送給自己的，一旦確認(rèn)是發(fā)給自己的，就將它發(fā)送到高一層的協(xié)議層。

在采用CSMA／CD傳輸介質(zhì)訪問(wèn)的以太網(wǎng)中，任何一個(gè)CSMA／CDLAN工作站在任何一時(shí)刻都可以訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)。發(fā)送數(shù)據(jù)前，工作站要偵聽(tīng)網(wǎng)絡(luò)是否堵塞，只有檢測(cè)到網(wǎng)絡(luò)空閑時(shí)，工作站才能發(fā)送數(shù)據(jù)。

在基于競(jìng)爭(zhēng)的以太網(wǎng)中，只要網(wǎng)絡(luò)空閑，任一工作站均可發(fā)送數(shù)據(jù)。當(dāng)兩個(gè)工作站發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)空閑而同時(shí)發(fā)出數(shù)據(jù)時(shí)，就發(fā)生沖突。這時(shí)，兩個(gè)傳送操作都遭到破壞，工作站必須在一定時(shí)間后重發(fā)，何時(shí)重發(fā)由延時(shí)算法決定。

2．以太網(wǎng)和IEEE802．3服務(wù)的差別

盡管以太網(wǎng)與IEEE802．3標(biāo)準(zhǔn)有很多相似之處，但也存在一定的差別。以太網(wǎng)提供的服務(wù)對(duì)應(yīng)于OSI參考模型的第一層和第二層，而IEEE802．3提供的服務(wù)對(duì)應(yīng)于OSI參考模型的第一層和第二層的信道訪問(wèn)部分（即第二層的一部分）。IEEE802．3沒(méi)有定義邏輯鏈路控制協(xié)議，但定義了幾個(gè)不同物理層，而以太網(wǎng)只定義了一個(gè)。

IEEE802．3的每個(gè)物理層協(xié)議都可以從三方面說(shuō)明其特征，這三方面分別是LAN的速度、信號(hào)傳輸方式和物理介質(zhì)類型。