共享式以太网 交换式以太网 1000M以太网和10G以太网
1.1.1 共享式以太网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： 1.1.2 交换式以太网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是不支撑全双工的。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App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。 关于的详细描述请参见本书的“VLAN特性描述”。 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。 在逻辑上，L3交换和路由是等同的，三层交换的过程就是IP报文选路的过程。 L3交换机与路由器在转发操作上的主要区别在于其实现的方式： L3交换机通过硬件实现查找和转发。 传统路由器通过微处理器上运行的App实现查找和转发。 L3交换机的转发路由表与路由器一样，需要App通过路由协议来建立和维护。 在局域网中引入三层交换，能够更加经济的替代传统路由器。
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。 1.1.3 [url=]1000M[/url]以太网和10G以太网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。
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发表于 2020-5-12 11:18:11
