以太网及网络工作原理一

1、WAN、LAN和以太网简介

介绍以太网（Ethernet）我们首先要与广域网（WAN）、局域网（LAN）这两种概念区分开来，广域网（WAN），WAN我们常在家用路由上看到这个接口，WAN是由无数局域网构成，提供网络服务，让公司和个人通过公网进行查询、上传、下载这些服务。WAN的基础设施通常是网络运营商建设，并提供网络服务，比如国内电信、移动、联通，还有国内现在提供硬件铁塔公司。

局域网设施由企业、个人所组建，规模比较小，主要办公使用，以实现文件管理、应用软件共享、打印机共享等功能。局域网可大可小，大型公司网络范围可能几栋大楼也可能是一间办公室。 网络连接设备则包含了网卡、集线器、交换机、路由器，网络传输介质简单来说就是网线。无线局域网网络传输介质是无线电波。有线局域网使用的技术标准为IEEE 802.3，无线局域网采用的技术标准称为IEEE 802.11，俗称WIFI。

局域网严格意义上是封闭型的。按网络拓扑结构分类，可分为总线型、星型、环型、树型、混合型等。按传输介质所使用的访问控制方法分类，又可分为以太网、令牌环网、FDDI网和无线局域网等。

以太网（Ethernet）是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。以太网不是一种具体的网络，是一种技术规范，在IEEE 802.3中定义了以太网的标准协议。以太网使用总线型拓扑和CSMA/CD（ 即带冲突检测的载波监听多路访问）的总线争用技术。以太网的标准拓扑结构为总线型拓扑，发展到现在是使用交换机来进行网络连接和组织，最大程度的减少冲突，提高网络速度和使用效率。工作在OSI模型的第二层。

现代以太网使用交换机来进行网络连接和组织

交换机是使用转发/过滤MAC地址表，只转发到正确的MAC地址端口，在同一时间在端口可能同时有发送和输入的数据帧，冲突只在那一个端口发生，所以它的每一个端口相应的称为一个冲突域。交换机通过指定端口传输数据帧，各端口之间不干扰。

广播域指一个网段中所有设备组成的集合，这个网段内所有的设备都侦听该网段的发送的广播。比如127.20这个网段，下面所有主机地址的设备都收听广播，默认情况下，路由器不会把192.168.10网段内的广播传过来。一年四班的老师讲话会不会传到一年二班这边来，各收听各的。

1.3、CSMA/CD载波侦听多路访问/冲突检测

CSMA/CD技术规定了多台电脑共享一个信道的方法，是帮助设备均衡地共享带宽的协议。冲突管理，当一个节点传输数据时，首先检查线路上是否有其它数据，没有就传输数据并继续监测线路~~~~~~。拥堵发生时，会告诉所有节点，以太网中每个节点都暂停传输延迟发送，直到内部算法时间到期。

B、接口的多样化、传输距离增加。
接口有以下几种：粗同轴电缆AUI接口一般不用；细同轴电缆BNC接口现在也不用了；SC光纤接口在快速以太网使用；RJ-45接口就是我们常见的“水晶头”，使用双绞线；FDDI接口使用的是光纤，高端的千兆交换机上使用这种接口；Console接口、在交换机和路由器都有这种接口，绝大多数都采用RJ-45端口。

注：SONET定义了同步和等时(时间敏感数据，如实时视频)信息的传输。
字节单位换算
1K=1024bit
1M=1024K
1G=1024M
以太网是以时钟频率决定传输速度。
1K=1000bit
1M=1000K
1G=1000M

1.5、半双工和全双工

在前面提到IEEE802.3标准中，传输介质总有半双工或者全双工这一词出现，全双工同时使用两对导线，就是设备之间传输数据，可以同时发送同时接收。半双工是早期设备使用的方式，现在几乎没有使用，指的在同一时间内，只能发送或者接收，不能同进行，只能依序完成，发送完成轮到接收或者接收完成轮到发送。

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来源：0与1之旅