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1、以太网从原始到现在的发展程度第一章 世界以太网发展史 以太网技术起源于一个实验网络，该实验网络的目的是把几台个人计 算机以2.94Mb/s的速率连接起来。由于该实验网络的成功建立和突出表现 引起了 DEC、Intel、Xerox 公司的注意，这 3家公司借助该实验网络的经 验最终在 1980年发布了第一个以太网协议标准建议书。该建议书的核心思 想是在一个 10Mb/s 的共享物理介质上把最多 1024 个计算机和其他数字设 备进行连接，当然这些设备之间的距离不能太大(最大 2.5 千米)。之后 以太网技术在 1980年建议书的基础上逐渐成熟和完善，并逐渐占据了局域 网的主导地位。其发展过程大致
2、经过以下阶段。1. 第一阶段( 1973 1982 ):以太网的产生与DIX联盟1973年，位于加利福尼亚Palo Al to的Xerox公司提出并实现了最初 的以太网。Robert Metcalfe博士被公认为以太网之父，他研制的实验室原 型系统运行速度是2.94Mb/s。这个实验性以太网(在Xerox公司中被称为 “X-Wire”)用在了 Xerox公司早期的一些产品中，包括世界上第一台配 备网络功能、带有图形用户接口的个人工作站Xerox Alto。Xerox没能成功地将Al to或3Mb/s以太网商品化。这两项实验性技术几乎完全保留在 Xerox公司内部，没有向外部传播。1979年，X
3、erox与DEC公司联合起来，致力于以太网技术的标准化和 商品化，并促进该项技术在网络产品中的应用。这是一个很理想的组合: Xerox拥有专利和技术，而DEC是当时最大的网络计算机供应商。为了能确 保容易地将商品化以太网集成到廉价芯片中，在Xero的要求下，Intel公司也加入了这个联盟，负责提供这方面的指导。由它们组成的 DEC-Intel-Xerox (DIX)在1980年9月开发并发布了 10Mb/s版的以太网 标准DIX80。这个标准所支持的唯种物理介质是粗同轴电缆。1982年, 发布了该标准的第 2 版。这一版以太网对信令略微进行了修改，并增加了 网络管理功能DIX82 。与DIX
4、工作同步的是IEEE成立了如今闻名的802计划，其目标是为LAN 技术标准化提供广泛的工业框架。 802的第一次会议于 1980年2月在加利 福尼亚的旧金山召开。当820委员会意识到无法将所有LAN统一到一个标 准上时(这恰恰是 802 的初衷)，该委员会被分成了几个工作组( WG)， 每个工作组从事不同的LAN技术研究。IEEE 802.3研究基于以太网技术的 标准，IEEE 802.4和802.5工作组分别研究令牌总线与令牌环技术。2. 第二阶段( 1982 1990)： 10Mb/s以太网发展成熟1983年6月，IEEE标准委员会通过了第一个802.3标准。这个标准与 DIX以太网标准相
5、比，除了在一些不太重要的方面有所差别外，基本上使用 的是相同的技术。实际上，两项标准文本的许多内容是相同的。在 20世纪 80 年代随后的几年中，随着以太网市场的扩大，在这项基本标准中又增加 了一系列中继器规范并可支持多种物理介质：适用于廉价桌面设备的细同 轴电缆以及用于建筑物之间连接的光纤等。随着非屏蔽双绞线结构化布线系统的广泛使用，大多数以太网系统的 基础结构发生了变化。在 20世纪 80年代期间，多数以太网都采用物理总 线拓扑结构，使用粗或细的同轴电缆。这种模式与采用星状拓扑结构的结 构化布线是不兼容的。 SynOptics Communications 公司认识到这是一个机 遇，便开发
6、了在双绞线上传输10Mb/s以太网信号的技术。该公司的一些发 起人来自于最初开发以太网的 Xerox Palo Alto 研究中心。他们的产品 LattisNet在商业上获得了成功，使这项技术走向了标准化。IEEE于1990年9月通过了使用双绞线介质的以太网(10Base-T )标准，该标准很快成 为办公自动化应用中首选的以太网技术。3. 第三阶段( 1983 1997 )： LAN网桥接与交换DEC在20世纪80年代初开发了第一个透明LAN网桥，并于1984年发 布了商品化产品。虽然开始时网桥的性能不高、价格较贵，但它非常容易 安装和使用，与当时其他产品(如网络互联路由器)相比，具有较好的性
7、 能价格比。网桥成为多个以太网互联的主流设备。在 20世纪80年代中期， 许多新老制造商提供了各种各样的网桥产品。 1987 年，国际上开始研究把 不同供应商的LAN通过网桥连接在一起的工业标准，结果便是1990年出现的 IEEE 802.1D 标准。1991 年， Kalpana 公司成立，它致力于开发一种新型的以太网网桥。 这种网桥可以连接大量的设备，所有端口可同时以全容量工作。这些作为“LAN交换机”出售的设备不仅很快在传统的 LAN互联中流行，而且还用于 连接高性能专用计算机。之后，又有许多其他公司加入了交换机市场，导 致交换机的价格迅速下降。使用交换机后，计算机可以专用 LAN 的带
8、宽，而不再是多个设备共享 一份带宽。这省去了访问控制机制，并且实现了“全双工以太网”。 1995 年，IEEE 802.3委员会开始研究全双工操作的标准，并在 1997年通过了一 项标准IEEE97。4第四阶段（ 1 99 2 1 99 7 ）：快速以太网计算机性能和应用需求的增长要求网络容量也同时增长。交换式 LAN 给每个桌面机带来了更大的带宽，它们不必再与其他用户共享一个信道。 当然，大多数网络使用服务器，这些服务器仍然由许多用户共享。由于每 个用户拥有专用带宽，因此对服务器的带宽需求变得越来越大。1991一1992年间，Grand Junetion网络公司认识到要使桌面交换机真 正达到
9、实用，它们与共享资源（如服务器和主干网连接）之间就需要有一 种更高速的连接。因此，该公司开发了一种高速以太网，这种网的基本特 征，如帧格式、软件接口、访问控制方法等，与以往以太网相同，但是运 行速度达到100Mb/s。这是一个巨大的成功，并且孕育了另一项工业标准。 随后提出的快速以太网标准IEEE95促使一批高容量以太网产品的诞生。 这是从最初DIX规范提出后的15年里，以太网数据速率的第一次提升。5第五阶段（1996一现在）：千兆以太网及万兆以太网 在快速以太网的官方标准提出后不到一年，对千兆以太网的研究工作也开始了，这种网的速率可达到1000Mb/s。快速以太网满足了 15年来人们 对网络
10、容量不断膨胀的需要，它以惊人的速度在新安装和升级的 LAN 中得 到广泛的部署。然而交换技术与快速以太网的结合无疑对网络服务器和园 区主干网施加了更大的压力。千兆以太网正是为满足这种需要而发展起来的。许多公司开发并出售了专用的1000Mb/s以太网产品。1996年IEEE 802.3成立了一个标准开发 任务组， 1998 年完成并通过了标准 IEEE98 。研究工作又向支持桌面应用 的双绞线千兆以太网技术方面拓展。2006年6月，IEEE 802.3ae 10Gb/s以太网标准发布，以太网的势头 又一次得到了增强。确定万兆以太网的目的是将 IEEE 802.3 协议扩展到 10Gb/s的工作速
11、度，并扩展以太网的应用空间，使之能够包括WAN链接。第二章 国内以太网的各个发展阶段以太网阶段: 以太网刚出现时，因为简单易掌握，在小局域网中的发展很快胜过其他局域网技术。但是由于防碰侦听的限制，距离通常在 100米以内，带宽只有 10兆，且是用户共享。快速以太网阶段: 1995年快速以太网出现了，解决了交换问题，速度也提高到100兆，开始进入校园网。但由于 ATM依然保持距离和速度的优势，其在校园网中发展也非常快。SenPFFannSener Fat miHQ饶E；lld LjSETF CuEUlEf E3&H13U-1N阪!10/300 SWitdiesidCtMRtppM-Ler100M
12、 R尹I同越熄Fa s-c EcJi ei Sw-i cc-h esIMMfcfAIMMpi千兆以太网阶段: 1998年千兆以太网出现后，以太网在局域网、校园网基本将ATM挤出，端口数量上升非常快。尤其是 1995年后Internet的商用，大大加速了以太网的应用。不过当时路由器的速度还比较慢，还只 能是在 SDH 上传输 ATM ，由 ATM 再来提供路由器功能。到 1998 年后，高速 路由器出来了， ATM 交换机被推向网络边缘。于是情形改为 : 城域网是 SDH 或 ATM ，局域网是以太网，中间用路由器或 ATM 来连接。城域网阶段：1999年，以太网速度提升到1G,开始进入城域网，
13、像网 通这样的新兴运营商则采用在光纤网上直接走以太网的模式；现在以太网 提升到10G，又可以应用于广域网，业界新传输设备已经同时支持10G以太网和 SDH 。接入网以太网化也已是大势所趋 ： 有线电视、无线局域网和 VDSL 等都是以太网的应用领域。中国在居民区推广以太网接入，这在世界上也 是领先的。WTFT/W-= Tnpltfy苗昆罠毘iP交屈 wwiy： 86： co m弓鼻帕也陽Z i 加 $12-A.IP/V PLS陪u躲iT90%以上数据接入是以太网，全部局域网是以太网，城域网是 SDH 和以太网双雄并举，广域网中10G以太网跃跃欲试第三章 以太网的分类从以太网的分类我们也可以看到
14、以太网它的发展变化。一、标准以太网开始以太网只有10Mbps的吞吐量，使用的是带有冲突检测的载波侦听 多 路访问 (CSMA/CD ， Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection )的访问控制方法，这种早期的10Mbps以太网称之为标准以太网。以太网可以使用粗同轴电缆、细同轴电缆、非屏蔽双绞线、屏蔽双绞 线和光纤等多种传输介质进行连接，并且在IEEE 802.3标准中，为不同的传输介质制定了不同的物理层标准。10Base5使用直径为0.4英寸、阻抗为50Q粗同轴电缆，也称粗缆 以太网，最大网段长度为500m，基带传输方法，拓扑结构为总线型
15、；10Base 5组网主要硬件设备有：粗同轴电缆、带有AUI插口的以太网卡、中继器、 收发器、收发器电缆、终结器等。10Base2使用直径为0.2英寸、阻抗为50Q细同轴电缆，也称细缆 以太网，最大网段长度为185m，基带传输方法，拓扑结构为总线型；10Base 2组网主要硬件设备有：细同轴电缆、带有BNC插口的以太网卡、中继器、 T型连接器、终结器等。10BaseT使用双绞线电缆，最大网段长度为100m，拓扑结构为星型； 10Base T组网主要硬件设备有：3类或5类非屏蔽双绞线、带有RJ-45插 口的以太网卡、集线器、交换机、RJ-45插头等。10Base5使用双绞线电缆，最大网段长度为500m，传输速度为1Mbps。10Broad36使用同轴电缆(RG 59/U CATV )，网络的最大跨度为 3600m，网段长度最大为1800m，是一种宽带传输方式。10BaseF 使用光纤传输介质，传输速率为 10Mbps。二、快速以太网随着网络的发展，传统标准的以太网技术已难以满足日益增长的网络 数据流量速度需求。在1993年10月以前，对于要求10Mbps以上数据流量 的LAN应用，只有光纤分布式数据接口( FDDI )可供选择，但它是一种价 格非常昂贵的、基于100Mpbs光缆的LAN。1993年10月，Grand Junetion公司推出了世界
