以太網(wǎng)是現(xiàn)在比較常見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò)之一，對(duì)于以太網(wǎng)，小編在往期文章中有過(guò)諸多介紹。為增進(jìn)大家對(duì)以太網(wǎng)的認(rèn)識(shí)，本文將對(duì)以太網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)予以解讀，這些以太網(wǎng)相關(guān)技術(shù)包括共享介質(zhì)、中繼器、集線器等。如果你對(duì)以太網(wǎng)具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、共享介質(zhì)

帶沖突檢測(cè)的載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)(CSMA/CD)技術(shù)規(guī)定了多臺(tái)計(jì)算機(jī)共享一個(gè)通道的方法。這項(xiàng)技術(shù)最早出現(xiàn)在1960年代由夏威夷大學(xué)開(kāi)發(fā)的ALOHAnet，它使用無(wú)線電波為載體。這個(gè)方法要比令牌環(huán)網(wǎng)或者主控制網(wǎng)簡(jiǎn)單。當(dāng)某臺(tái)計(jì)算機(jī)要發(fā)送信息時(shí)，在以下行動(dòng)與狀態(tài)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換：

1. 開(kāi)始- 如果線路空閑，則啟動(dòng)傳輸，否則跳轉(zhuǎn)到第4步。

2. 發(fā)送- 如果檢測(cè)到?jīng)_突，繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)直到達(dá)到最小回報(bào)時(shí)間(min echo receive interval)以確保所有其他轉(zhuǎn)發(fā)器和終端檢測(cè)到?jīng)_突，而后跳轉(zhuǎn)到第4步。

3. 成功傳輸- 向更高層的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議報(bào)告發(fā)送成功，退出傳輸模式。

4. 線路繁忙- 持續(xù)等待直到線路空閑。

5. 線路空閑- 在尚未達(dá)到最大嘗試次數(shù)之前，每隔一段隨機(jī)時(shí)間轉(zhuǎn)到第1步重新嘗試。

6. 超過(guò)最大嘗試傳輸次數(shù)- 向更高層的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議報(bào)告發(fā)送失敗，退出傳輸模式。

因?yàn)樗械耐ㄐ判盘?hào)都在共享線路上傳輸，即使信息只是想發(fā)給其中的一個(gè)終端(destination)，卻會(huì)使用廣播的形式，發(fā)送給線路上的所有計(jì)算機(jī)。在正常情況下，網(wǎng)絡(luò)接口卡會(huì)濾掉不是發(fā)送給自己的信息，接收到目標(biāo)地址是自己的信息時(shí)才會(huì)向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求，除非網(wǎng)卡處于混雜模式(Promiscuous mode)。這種“一個(gè)說(shuō)，大家聽(tīng)”的特質(zhì)是共享介質(zhì)以太網(wǎng)在安全上的弱點(diǎn)，因?yàn)橐蕴W(wǎng)上的一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以選擇是否監(jiān)聽(tīng)線路上傳輸?shù)乃行畔ⅰ９蚕黼娎|也意味著共享帶寬，所以在某些情況下以太網(wǎng)的速度可能會(huì)非常慢，比如電源故障之后，當(dāng)所有的網(wǎng)絡(luò)終端都重新啟動(dòng)時(shí)。

二、中繼器

因?yàn)樾盘?hào)的衰減和延時(shí)，根據(jù)不同的介質(zhì)以太網(wǎng)段有距離限制。例如，10BASE5同軸電纜最長(zhǎng)距離500米 (1,640英尺)。最大距離可以通過(guò)以太網(wǎng)中繼器實(shí)現(xiàn)，中繼器可以把電纜中的信號(hào)放大再傳送到下一段。中繼器最多連接5個(gè)網(wǎng)段，但是只能有4個(gè)設(shè)備(即一個(gè)網(wǎng)段最多可以接4個(gè)中繼器)。這可以減輕因?yàn)殡娎|斷裂造成的問(wèn)題：當(dāng)一段同軸電纜斷開(kāi)，所有這個(gè)段上的設(shè)備就無(wú)法通訊，中繼器可以保證其他網(wǎng)段正常工作。

類似于其他的高速總線，以太網(wǎng)網(wǎng)段必須在兩頭以電阻器作為終端。對(duì)于同軸電纜，電纜兩頭的終端必須接上被稱作“終端器”的50歐姆的電阻和散熱器，如果不這么做，就會(huì)發(fā)生類似電纜斷掉的情況：總線上的AC信號(hào)當(dāng)?shù)竭_(dá)終端時(shí)將被反射，而不能消散。被反射的信號(hào)將被認(rèn)為是沖突，從而使通信無(wú)法繼續(xù)。中繼器可以將連在其上的兩個(gè)網(wǎng)段進(jìn)行電氣隔離，增強(qiáng)和同步信號(hào)。大多數(shù)中繼器都有被稱作“自動(dòng)隔離”的功能，可以把有太多沖突或是沖突持續(xù)時(shí)間太長(zhǎng)的網(wǎng)段隔離開(kāi)來(lái)，這樣其他的網(wǎng)段不會(huì)受到損壞部分的影響。中繼器在檢測(cè)到?jīng)_突消失后可以恢復(fù)網(wǎng)段的連接。

三、集線器

采用集線器組網(wǎng)的以太網(wǎng)盡管在物理上是星型結(jié)構(gòu)，但在邏輯上仍然是總線型的，半雙工的通信方式采用CSMA/CD的沖突檢測(cè)方法，集線器對(duì)于減少數(shù)據(jù)包沖突的作用很小。每一個(gè)數(shù)據(jù)包都被發(fā)送到集線器的每一個(gè)端口，所以帶寬和安全問(wèn)題仍沒(méi)有解決。集線器的總傳輸量受到單個(gè)連接速度的限制(10或100 Mbit/s)，這還是考慮在前同步碼、傳輸間隔、標(biāo)頭、檔尾和封裝上都是最小花費(fèi)的情況。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載過(guò)重時(shí)，沖突也常常會(huì)降低傳輸量。最壞的情況是，當(dāng)許多用長(zhǎng)電纜組成的主機(jī)傳送很多非常短的幀(frame)時(shí)，可能因沖突過(guò)多導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載在僅50%左右程度就滿載。為了在沖突嚴(yán)重降低傳輸量之前盡量提高網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載，通常會(huì)先做一些設(shè)定以避免類似情況發(fā)生。

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