以太网技术介绍

一、早期的CSMA/CD

CSMA/CD--载波监听多路访问/冲突检测，早期以太网采用CSMA/CD避免信号的冲突，它的工作原理是：

1、发送前先监听信道是否空闲，若空闲则立即发送数据。

2、在发送时，边发边继续监听，若监听到冲突，则立即停止发送。

3、等待一段随机时间（称为退避）以后，再重新尝试。

这也是为什么早期HUB有冲突域一说，到了交换机时代，一个网口就是一个冲突域，独享带宽独享信道，不存在说收发数据前还需要去监听的。而且现在多采用的是全双工模式，这里简单说下单工、半双工、全双工的区别。

单工，只支持单方向的通信。例如你听收音机的广播，你只能听，不能发。

半双工，早期的技术，利用CSMA/CD做冲突检测。它的意思是说同一个时间内只能有一个动作，也就是AB都能发送与接收，但是同一个时间内只能一方说话，另外一方听。类似于对讲机，你把话说完over了，另一个人才能说。

全双工，发送数据的同时也能接收数据，两者同时进行。类似于打电话，说话的同时也能够听到对方的声音。

现在的网卡绝大多数都支持全双工，半双工这种已经基本淘汰了。

二、LLC与MAC

我们把数据链路层分为了两个子层，分别是LLC与MAC。

LLC（IEEE 802.2）主要的作用是：

1、建立和释放数据链路层的逻辑连接；

2、提供与上层的接口；

3、给帧加上序号。

MAC（IEEE 802.3）主要的作用是：

1、将上层交下来的数据封装成帧进行发送，接收时进行相反的过程，将帧拆解；

2、实现和维护介质访问控制协议，例如CSMA/CD

3、比特差错检测；

4、MAC帧的寻址。

三、网络拓扑

参考之前文章--《互联网的简述》

四、局域网的分类

以太网：最早由Xerox（施乐）公司在20世纪70年代中期创建的，后来Xerox公司与DEC公司、Intel公司合作，提出了以太网产品的规范。这些规范包括标准以太网（10Mbps）、快速以太网（100Mbps）、千兆以太网（1000 Mbps）和10G以太网，它们都符合IEEE802.3系列标准规范。人们常常容易出现以太网等于局域网的错误概念，根本原因在于以太网在技术上的“兼容性”和“方便些”。

FDDI（Fiber Distributed Data Interface）：光纤分布式数据接口，标准由美国国家标准学会（ANSI）制定，基于令牌环协议，于20世纪80年代中期发展起来。由于成本高以及100Mbps速度的限制，已经被淘汰。

令牌环网（Token Ring）：20世纪80年代中期由IBM开发，由IBM制定其标准，最新的令牌环网速度可达100Mbps。由于其固有的缺点，即任意结点出现故障都会造成网络瘫痪，所以这种局域网已经淘汰了。

ATM （asynchronous transfer mode LAN）：异步传输模式，与1980年左右诞生。优点是速度快、灵活性强，缺点是技术复杂而且价格昂贵。目前已经很少使用了。

无线局域网：由IEEE（美国电气电子工程师学会） 802标准委员会制定，常见的标准有802.11a、802.11b、802.11g、802.11n、802.11ac、802.11ax。后来WIFI联盟执行标准，命名发生了一些改变。如下图：