温故：

局域网的体系结构是在OSI 模型的基础上来的，因为局域网只涉及到通信子网的功能，所以局域网的体系就被限定在了下三层，又因为只使用一条链路不再需要路由功能，因此局域网最终使用最下面两层来构建，即数据链路层和物理层，之后为了贴合实际，又将数据链路层分为了LLC层和MAC层。

回顾一下为什么要把数据链路层分为两层？因为局域网中的多个设备一般共享公共的传输介质，那么传输数据是就要考虑时序问题，即哪个设备先占用，哪个后使用，所以就要求数据链路层要具备介质访问控制功能。那么我前面有讲过，介质访问控制功能的实现不是独立的，它需要根据传输介质和拓扑结构来选择合适的介质访问控制方法，所以要实现数据链路层的介质访问控制是离不开介质的。然而还有一个问题需要解决，因为底层的传输介质和拓扑的不确定性，我们总不能将介质访问控制方法设置为统一的吧。所以我们一共要将解决两个问题：第一是要有介质访问控制方法；第二是要求介质访问控制方法是可变的。于是前辈们就将数据链路层分为了两层，让LLC层完成与介质无关的功能，让MAC层完成依赖于物理介质的介质访问控制功能。这样的好处是可以将数据链路层中与硬件有关的部分和无关的部分都分开，就可以实现在LLC层不变的情况下，只需改变MAC子层就可以适应不同的传输介质和访问控制方法，使得局域网可以适应多种传输介质。

关于以上知识点的相关链接如下：计算机网络基础之局域网体系结构

知新：

今天的内容还是“插播内容”，不在咱们要讲得局域网的系列里面。我现在的规划就是局域网的知识和“插播内容”交换着讲。所以呢我打算和大家聊聊关于以太网的小知识，浅尝辄止即可。

师出有名（概念）

现在大家一看到“师出有名”这四个字就应该知道我要讲什么了吧？哈哈，大家应该都没有猜错，我要说的是概念。以太网是一种计算机局域网技术。IEEE组织的IEEE 802.3标准制定了以太网的技术标准，它规定了包括物理层的连线、电子信号和介质访问层协议的内容。以太网是目前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。

以太网是现实世界中最普遍的一种计算机网络。以太网有两类：第一类是经典以太网，第二类是交换式以太网，使用了一种称为交换机的设备连接不同的计算机。经典以太网是以太网的原始形式，运行速度从3~10 Mbps不等；而交换式以太网正是广泛应用的以太网，可运行在100、1000和10000Mbps那样的高速率，分别以快速以太网、千兆以太网和万兆以太网的形式呈现。

以太网的标准拓扑结构为总线型拓扑，但目前的快速以太网（100BASE-T、1000BASE-T标准）为了减少冲突，将能提高的网络速度和使用效率最大化，使用交换机来进行网络连接和组织。如此一来，以太网的拓扑结构就成了星型；但在逻辑上，以太网仍然使用总线型拓扑和CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection，即载波多重访问/碰撞侦测）的总线技术。

我上面写的这三段话都是在百度百科上抄来的，个人觉得这个概念性的知识还是用人家总结的更好，不然用我自己的话一说，可以就会出问题，误导大家。

与众不同（特点）

大家要形成一个习惯，看到“与众不同”就知道我要讲特点了。简单说几个以太网的特征：1、基带网，采用基带传输；2、广播式传输，一点发信号，其他多点都可以接收；3、采用总线型或星形拓扑。暂时就先说这三个最明显的特点吧。这里我要提醒大家要知其然还要知其所以然。就像我前面说了它的特点是基带传输，广播式传输，总线或星形结构，这些你都知道是什么意思吗？咱们学习知识就是一个温故知新、举一反三的过程，通过一个问题能学到其他的知识点这才是赚到了。所以关于这几个词汇，不同的朋友可以去网上查查，当然了我这里也把之前写过的关于这几个词汇的相关文章的链接放在下面了，不想去网上费劲的，直接打开我的链接即可：

计算机网络基础之数据传输方式（二）

计算机网络基础之拓扑结构
　

相辅相成（组成）

传统以太网

只要一看到相辅相成模块大家肯定就知道我要写组成了，没毛病。前面我刚刚写到了局域网目前分为了两类，分别是经典以太网和交换式以太网。所以呢咱们开始进入正题吧，先聊聊经典以太网喽。传统的以太网采用的标准时IEEE 802.3，它的传输速率是10MB/s。注意了传统的以太网是采用CSMA/CD来实现介质访问控制的，这个知识点后面用得上。至于拓扑嘛还有总线和星形。

我们看上面的经典型的以太网布局——经典以太网用一个长电缆蜿蜒围绕着建筑物，这根电缆连接着所有的计算机。

追根究底（原理）

“追根究底”是一个新的模块，在这个模块里面我主要会给大家讲当前知识点的原理，这就是我上面说的要知其然还要知其所以然。以太网采用带冲突检测的载波帧听多路访问（CSMA/CD）机制。以太网中节点都可以看到在网络中发送的所有信息，这就是我说的广播式传输。
　　以太网的工作过程如下：
　　当以太网中的一台主机要传输数据时，它将按如下步骤进行：
　　1、帧听信道上收否有信号在传输。如果有的话，表明信道处于忙状态，就继续帧听，直到信道空闲为止，若没有帧听到任何信号，就传输数据
　　2、传输的时候继续帧听，如发现冲突则执行退避算法，随机等待一段时间后，重新执行步骤1（当冲突发生时，涉及冲突的计算机会停止发送并返回到帧听信道状态。
　　注意：每台计算机一次只允许发送一个包，一个拥塞序列，以警告所有的节点）

在物理层里面，以太网的每个版本都有电缆的最大长度限制（即无须放大的长度），这个范围内的信号可以正常传播，超过这个范围信号将无法传播。为了允许建设更大的网络，可以用中继器把多条电缆连接起来。中继器是一个物理层设备，它能接收、放大并在两个方向上重发信号。在这些电缆上，信息的发送使用曼彻斯特编码。

在MAC子层，经典以太网使用坚持CSMA/CD算法，即当站有帧要发送时要侦听介质，一旦介质变为空闲便立即发送。在它们发送的同时监测信道上是否有冲突。如果有冲突，则立即终止传输，并发出一个短冲突加强信号，再等待一段随机时间后重发。

拓展（中继器）

因为信号的衰减和延时，根据不同的介质以太网段有距离限制。例如，10BASE5同轴电缆最长距离500米（1,640英尺）。最大距离可以通过以太网中继器实现，中继器可以把电缆中的信号放大再传送到下一段。中继器最多连接5个网段，但是只能有4个设备（即一个网段最多可以接4个中继器）。这可以减轻因为电缆断裂造成的问题：当一段同轴电缆断开，所有这个段上的设备就无法通讯，中继器可以保证其他网段正常工作。

类似于其他的高速总线，以太网网段必须在两头以电阻器作为终端。对于同轴电缆，电缆两头的终端必须接上被称作“终端器”的50欧姆的电阻和散热器，如果不这么做，就会发生类似电缆断掉的情况：总线上的AC信号当到达终端时将被反射，而不能消散。被反射的信号将被认为是冲突，从而使通信无法继续。中继器可以将连在其上的两个网段进行电气隔离，增强和同步信号。大多数中继器都有被称作“自动隔离”的功能，可以把有太多冲突或是冲突持续时间太长的网段隔离开来，这样其他的网段不会受到损坏部分的影响。中继器在检测到冲突消失后可以恢复网段的连接。

交换式以太网

为什么会由经典型以太网向交换式以太网转变呢？

传统以太网单根电缆存在的问题，比如找出断裂或者松动位置等连接相关的问题，驱使人们开发出一种不同类型的布线模式。在这种模式中，每个站都有一条专用电线连接到一个中央集线器。集线器只是在电气上简单地连接所有连接线，就像把它们焊接在一起。集线器不能增加容量，因为它们逻辑上等同于单根电缆的经典以太网。随着越来越多的站加入，每个站获得的固定容量共享份额下降。最终，LAN将饱和，使得这种共享方式出现了网络效率低等一系列问题。

举个栗子

当一个100Mb/带宽的集线器上连接10个站点时，理论上每个站点得到的带宽是10Mb/s，这就是为什么说站点越来越多，效率越来越低。

还有另一条出路可以处理不断增长的负载：即交换式以太网。交换式以太网的核心是一个交换机，它包含一块连接所有端口的高速背板。从外面看交换机很像集线器，它们都是一个盒子，通常拥有4-48个端口，每个端口都有一个标准的RJ-45连接器用来连接双绞电缆。交换机只把帧输出到该帧想去的端口。通过简单的插入或者拔出电缆就能完成添加或者删除一台机器，而且由于片状电缆或者端口通常只影响到一台机器，因此大多数错误都很容易被发现。这种配置模式仍然存在一个共享组件出现故障的问题，即交换机本身的故障：如果所有站都失去了网络连接，则IT人员知道该怎么解决这个问题：更换整个交换机。

所以呢，结局上述问题的一个有效办法就是将共享方式改为交换方式，交换技术能够解决共享式局域网带来的网络效率低、不能提供足够的带宽和不易扩展等一系列问题。

追根究底（原理）

以太网交换机可以在多个端口之间建立并发连接。具体的实现方式是让网络上的每一个站点都独占一条点对点的通道。所有的端口平时都不联通，只有到需要时候，交换机才会同时连通多对端口，使每一对相互通信的端口都像是能独占通信信道一样无冲突的传输数据。

举个栗子

当一个100Mb/带宽的集线器上连接10个站点时，理论上每个站点得到的带宽是10Mb/s，这就是为什么说站点越来越多，效率越来越低。那么如果当一个100Mb/带宽的交换机上连接10个站点时，理论上每个站点得到的带宽是100Mb/s.

与众不同（特点）

1、独占信道和带宽。当一个100Mb/带宽的交换机上连接10个站点时，理论上每个站点得到的带宽是100Mb/s；

2、允许多对站点同时通信。提高了网络效率；

3、交换式以太网和共享式以太网完全兼容。交换式以太网交换机的每个接口都可以单独连接一个结点，也可以和一个共享以太网连接。这是个很厉害的功能。

继往开来（总结）

关于以太网的知识点咱们就分享到这里了，还有很多的小知识我没有写到，比如各种线缆的传输距离，再比如快速以太网、千兆位以太网、FDDI等等知识我都没有时间去给大家讲了，大家自行查找资料。

如果对这部分内容感兴趣，可以看《计算机网络基础之以太网知识点补充》

小二儿，关门上闸板。

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拓展（中继器）

交换式以太网

追根究底（原理）

与众不同（特点）

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