解释
乙太网（EtherNet)
最早由Xerox（施乐）公司建立，于1980年DEC、lntel和Xerox三家公司联合开发成为一个标準。乙太网是套用最为广泛的区域网路，包括标準的乙太网（10Mbit/s)、快速乙太网（100Mbit/s）和10G（10Gbit/s）乙太网，採用的是CSMA/CD访问控製法，它们都符合IEEE802.3。
IEEE802.3标準
IEEE802.3规定了包括物理层的连线、电信号和介质访问层协定的内容。乙太网是当前套用最普遍的区域网路技术，它很大程度上取代了其他区域网路标準。如令牌环、FDDI和ARCNET。历经100M乙太网在上世纪末的飞速发展后，目前千兆乙太网甚至10G乙太网正在国际组织和领导企业的推动下不断拓展套用範围。
常见的802.3套用为：
10M: 10base-T （铜线UTP模式）
100M: 100base-TX （铜线UTP模式）
100base-FX（光纤线）
1000M: 1000base-T（铜线UTP模式）
历史
乙太网技术的最初进展来自于施乐帕洛阿尔托研究中心的许多先锋技术项目中的一个。人们通常认为乙太网发明于1973年，当年罗伯特·梅特卡夫(Robert Metcalfe）给他PARC的老板写了一篇有关乙太网潜力的备忘录。但是梅特卡夫本人认为乙太网是之后几年才出现的。在1976年，梅特卡夫和他的助手David Boggs发表了一篇名为《乙太网：局域电脑网路的分散式包交换技术》的文章。1977年底，梅特卡夫和他的合作者获得了“具有沖突检测的多点资料通信系统”的专利。多点传输系统被称为CSMA/CD（带沖突检测的载波侦听多路访问），从此标志乙太网的诞生。
1979年，梅特卡夫为了开发个人电脑和区域网路离开了施乐，成立了3Com公司。3com对迪吉多，英特尔，和乙太网插头
施乐进行游说，希望与他们一起将乙太网标準化、规範化。这个通用的乙太网标準于1980年9月30日出台，当时业界有两个流行的非公有网路标準令牌环网和ARCNET，在乙太网大潮的沖击下他们很快萎缩并被取代。而在此过程中，3Com也成了一个国际化的大公司。
梅特卡夫曾经开玩笑说，Jerry Saltzer为3Com的成功作出了贡献。Saltzer在一篇与他人合着的很有影响力的论文中指出，在理论上令牌环网要比乙太网优越。受到此结论的影响，很多电脑厂商或犹豫不决或决定不把乙太网接口做为机器的标準配置，这样3Com才有机会从销售乙太网网卡大赚。这种情况也导致了另一种说法“乙太网不适合在理论中研究，只适合在实际中套用”。也许只是句玩笑话，但这说明了这样一个技术观点：通常情况下，网路中实际的资料流特徵与人们在区域网路普及之前的估计不同，而正是因为乙太网简单的结构才使区域网路得以普及。梅特卡夫和Saltzer曾经在麻省理工学院 MAC项目（Project MAC）的同一层楼裏工作，当时他正在做自己的哈佛大学毕业论文，在此期间奠定了乙太网技术的理论基础。
它不是一种具体的网路，是一种技术规範。
该标準定义了在区域网路（LAN）中採用的电缆类型和信号处理方法。乙太网在互联设备之间以10~100Mbps的速率传送信息包，双绞线电缆10 Base T乙太网由于其低成本、高可靠性以及10Mbps的速率而成为套用最为广泛的乙太网技术。直扩的无线乙太网可达11Mbps，许多製造供应商提供的产品都能採用通用的软体协定进行通信，开放性最好。
分类和发展
标準乙太网
乙太网
开始乙太网只有10Mbps的吞吐量，使用的是带有沖突检测的载波侦听多路访问（CSMA/CD，Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection）的访问控製方法。这种早期的10Mbps乙太网称之为标準乙太网，乙太网可以使用粗同轴电缆、细同轴电缆、非禁止双绞线、禁止双绞线和光纤等多种传输介质进行连线。并且在IEEE 802.3标準中，为不同的传输介质製定了不同的物理层标準，在这些标準中前面的数位表示传输速度，单位是“Mbps”，最后的一个数位表示单段网线长度（基準单位是100m），Base表示“基带”的意思，Broad代表“宽频”。
·10Base－5 使用直径为0.4英寸、阻抗为50Ω粗同轴电缆，也称粗缆乙太网，最大网段长度为500m。基带传输方法，拓扑结构为汇流排型。10Base－5组网主要硬体设备有：粗同轴电缆、带有AUI插口的乙太网卡、中继器、收发器、收发器电缆、终结器等。
·10Base－2 使用直径为0.2英寸、阻抗为50Ω细同轴电缆，也称细缆乙太网，最大网段长度为185m，基带传输方法，拓扑结构为汇流排型；10Base－2组网主要硬体设备有：细同轴电缆、带有BNC插口的乙太网卡、中继器、T型连线器、终结器等。
·10Base－T 使用双绞线电缆，最大网段长度为100m。拓扑结构为星型；10Base－T组网主要硬体设备有：3类或5类非禁止双绞线、带有RJ-45插口的乙太网卡、集线器、交换机、RJ-45插头等。
· 1Base－5 使用双绞线电缆，最大网段长度为500m，传输速度为1Mbps；
·10Broad－36 使用同轴电缆（RG－59/U CATV），网路的最大跨度为3600m，网段长度最大为1800m，是一种宽频传输方式；
·10Base－F 使用光纤传输介质，传输速率为10Mbps。
快速乙太网
乙太网协定
随着网路的发展，传统标準的乙太网技术已难以满足日益成长的网路资料流量速度需求。在1993年10月以前，对于要求10Mbps以上资料流量的LAN套用，只有光纤分散式资料接口（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 Junction公司推出了世界上第一台快速乙太网集线器Fastch10/100和网路接口卡FastNIC100，快速乙太网技术正式得以套用。随后Intel、SynOptics、3COM、BayNetworks等公司亦相继推出自己的快速乙太网装置。与此同时，IEEE802工程组亦对100Mbps乙太网的各种标準，如100BASE－TX、100BASE－T4、MⅡ、中继器、全双工等标準进行了研究。1995年3月IEEE宣布了IEEE802.3u 100BASE－T快速乙太网标準（Fast Ethernet），就这样开始了快速乙太网的时代。
快1990年的乙太网网卡
速乙太网与原来在100Mbps频宽下工作的FDDI相比它具有许多的优点，最主要体现在快速乙太网技术可以有效的保障使用者在布线基础实施上的投资，它支持3、4、5类双绞线以及光纤的连线，能有效的利用现有的设施。快速乙太网的不足其实也是乙太网技术的不足，那就是快速乙太网仍是基于CSMA/CD技术，当网路负载较重时，会造成效率的降低，当然这可以使用交换技术来弥补。100Mbps快速乙太网标準又分为：100BASE－TX 、100BASE－FX、100BASE－T4三个子类。
· 100BASE－TX：是一种使用5类资料级无禁止双绞线或禁止双绞线的快速乙太网技术。它使用两对双绞线，一对用于传送，一对用于接收资料。在传输中使用4B/5B编码方式，信号频率为125MHz。符合EIA586的5类布线标準和IBM的SPT 1类布线标準。使用同10BASE－T相同的RJ－45连线器。它的最大网段长度为100米。它支持全双工的资料传输。
· 100BASE－FX：是一种使用光缆的快速乙太网技术，可使用单模和多模光纤（62.5和125um）。多模光纤连线的最大距离为550米。单模光纤连线的最大距离为3000米。在传输中使用4B/5B编码方式，信号频率为125MHz。它使用MIC/FDDI连线器、ST连线器或SC连线器。它的最大网段长度为150m、412m、2000m或更长至10公裏，这与所使用的光纤类型和工作模式有关，它支持全双工的资料传输。100BASE－FX特别适合于有电气干扰的环境、较大距离连线、或高保密环境等情况下的适用。
· 100BASE－T4：是一种可使用3、4、5类无禁止双绞线或禁止双绞线的快速乙太网技术。100Base-T4使用4对双绞线，其中的三对用于在33MHz的频率上载输资料，每一对均工作于半双工模式。第四对用于CSMA/CD沖突检测。在传输中使用8B/6T编码方式，信号频率为25MHz，符合EIA586结构化布线标準。它使用与10BASE－T相同的RJ－45连线器，最大网段长度为100米。
千兆乙太网
千兆乙太网技术作为最新的高速乙太网技术，给使用者带来了提高核心网路的有效解决方案，这种解决方案的最大优点是继承了传统以太技术价格便宜的优点。千兆技术仍然是以太技术，它採用了与10M乙太网相同的帧格式、帧结构、网路协定、全/半双工工作方式、流控模式以及布线系统。由于该技术不改变传统乙太网的桌面套用、作业系统，因此可与10M或100M的乙太网很好地配合工作。升级到千兆乙太网不必改变网路应用程式、网管部件和网路作业系统，能够最大程度地保护投资。此外，IEEE标準将支持最大距离为550米的多模光纤、最大距离为70千米的单模光纤和最大距离为100米的铜轴电缆。千兆乙太网填补了802.3乙太网/快速乙太网标準的不足。
为了能够侦测到64Bytes资料框的碰撞，千兆乙太网（Gigabit Ethernet）所支持的距离更短。Gigabit Ethernet 支持的网路类型，如下表所示：
传输介质 距离
1000Base－CX Copper STP 25m
1000Base－T Copper Cat 5 UTP 100m
1000Base－SX Multi-mode Fiber 500m
1000Base－LX Single-mode Fiber 3000m
千兆乙太网技术有两个标準：IEEE802.3z和IEEE802.3ab。IEEE802.3z製定了光纤和短程铜线连线方案的标準。IEEE802.3ab製定了五类双绞线上较长距离连线方案的标準。
⒈ IEEE802.3z
IEEE802.3z工作组负责製定光纤（单模或多模）和同轴电缆的全双工链路标準。IEEE802.3z定义了基于光纤和短距离铜缆的1000Base-X，採用8B/10B编码技术，信道传输速度为1.25Gbit/s，去耦后实现1000Mbit/s传输速度。IEEE802.3z具有下列千兆乙太网标準：
· 1000Base-SX 只支持多模光纤，可以採用直径为62.5um或50um的多模光纤，工作波长为770-860nm，传输距离为220-550m。
· 1000Base-LX 单模光纤：可以支持直径为9um或10um的单模光纤，工作波长範围为1270-1355nm，传输距离为5km左右。
· 1000Base-CX 採用150欧禁止双绞线（STP），传输距离为25m。
⒉ IEEE802.3ab
IEEE802.3ab工作组负责製定基于UTP的半双工链路的千兆乙太网标準，产生IEEE802.3ab标準及协定。IEEE802.3ab定义基于5类UTP的1000Base-T标準，其目的是在5类UTP上以1000Mbit/s速率传输100m。IEEE802.3ab标準的意义主要有两点：
⑴ 保护使用者在5类UTP布线系统上的投资。
⑵ 1000Base-T是100Base-T自然扩展，与10Base-T、100Base-T完全兼容。不过，在5类UTP上达到1000Mbit/s的传输速率需要解决5类UTP的串扰和衰减问题，因此，使IEEE802.3ab工作组的开发任务要比IEEE802.3z复杂些。
万兆乙太网
万兆乙太网规範包含在 IEEE 802.3 标準的补充标準 IEEE 802.3ae 中，它扩展了 IEEE 802.3 协定和 MAC 规範，使其支持 10Gb/s 的传输速率。除此之外，通过 WAN 介面子层（WIS：WAN interface sublayer），10千兆位乙太网也能被调整为较低的传输速率，如 9.584640 Gb/s （OC-192），这就允许10千兆位乙太网设备与同步光纤网路（SONET） STS -192c 传输格式相兼容。
· 10GBASE-SR 和 10GBASE-SW 主要支持短波（850 nm）多模光纤（MMF），光纤距离为 2m 到 300 m。
10GBASE-SR 主要支持“暗光纤”（dark fiber），暗光纤是指没有光传播并且不与任何设备连线的光纤。
10GBASE-SW 主要用于连线 SONET 设备，它套用于远程资料通信。
· 10GBASE-LR 和 10GBASE-LW 主要支持长波（1310nm）单模光纤（SMF），光纤距离为 2m 到 10km （约32808英尺）。
10GBASE-LW 主要用来连线 SONET 设备时，
10GBASE-LR 则用来支持“暗光纤”（dark fiber）。
· 10GBASE-ER 和 10GBASE-EW 主要支持超长波（1550nm）单模光纤（SMF），光纤距离为 2m 到 40km （约131233英尺）。
10GBASE-EW 主要用来连线 SONET 设备，
10GBASE-ER 则用来支持“暗光纤”（dark fiber）。
· 10GBASE-LX4 採用波分复用技术，在单对光缆上以四倍光波长传送信号。系统运行在 1310nm 的多模或单模暗光纤方式下。该系统的设计目标是针对于 2m 到 300 m 的多模光纤模式或 2m 到 10km 的单模光纤模式。
△ 乙太网的连线
拓扑结构
汇流排型
汇流排型拓扑结构图
所需的电缆较少、价格便宜、管理成本高，不易隔离故障点、採用共享的访问机製，易造成网路拥塞。早期乙太网多使用汇流排型的拓扑结构，採用同轴缆作为传输介质，连线简单，通常在小规模的网路中不需要专用的网路设备，但由于它存在的固有缺陷，已经逐渐被以集线器和交换机为核心的星型网路所代替。
星型
管理方便、容易扩展、需要专用的网路设备作为网路的核心节点、需要更多的网线、对核心设备的可靠性要求高。採用专用的网路设备（如集线器或交换机）作为核心节点，通过双绞线将区域网路中的各台主机连线到核心节点上，这就形成了星型结构。星型网路虽然需要的线缆比汇流排型多，但布线和连线器比汇流排型的要便宜。此外，星型拓扑可以通过级联的方式很方便的将网路扩展到很大的规模，因此得到了广泛的套用，被绝大部分的乙太网所採用。
传输介质
乙太网可以採用多种连线介质，包括同轴缆、双绞线和光纤等。其中双绞线多用于从主机到集线器或交换机的连线，而光纤则主要用于交换机间的级联和交换机到路由器间的点到点链路上。同轴缆作为早期的主要连线介质已经逐渐趋于淘汰。
注意区分双绞线中的直通线和交叉线两种连线方法.
以下连线应使用直通电缆：
交换机到路由器乙太网连线埠
电脑到交换机
电脑到集线器
交叉电缆用于直接连线 LAN 中的下列设备：
交换机到交换机
交换机到集线器
集线器到集线器
路由器到路由器的乙太网连线埠连线
电脑到电脑
电脑到路由器的乙太网连线埠
CSMA/CD共享介质乙太网
带沖突检测的载波侦听多路访问 (CSMA/CD)技术规定了多台电脑共享一个通道的方法。这项技术最早出现在1960年代由夏威夷大学开发的ALOHAnet，它使用无线电波为载体。这个方法要比令牌环网或者主控製网要简单。当某台电脑要传送信息时，必须遵守以下规则：
开始- 如果线路空闲，则啓动传输，否则转到第4步 传送- 如果检测到沖突，继续传送资料直到达到最小报文时间 （保证所有其他转发器和终端检测到沖突），再转到第4步. 成功传输- 向更高层的网路协定报告传送成功，退出传输模式。线路忙- 等待，直到线路空闲 线路进入空闲状态- 等待一个随机的时间，转到第1步，除非超过最大尝试次数 超过最大尝试传输次数- 向更高层的网路协定报告传送失败，退出传输模式 就像在没有主持人的座谈会中，所有的参加者都通过一个共同的媒介（空气）来相互交谈。每个参加者在讲话前，都礼貌地等待别人把话讲完。如果两个客人同时开始讲话，那麽他们都停下来，分别随机等待一段时间再开始讲话。这时，如果两个参加者等待的时间不同，沖突就不会出现。如果传输失败超过一次，将採用退避指数成长时间的方法（退避的时间通过截断二进位指数退避演算法（truncated binary exponential backoff）来实现）。
最初的乙太网是採用同轴电缆来连线各个设备的。电脑通过一个叫做附加单元接口（Attachment Unit Interface，AUI）的收发器连线到电缆上。一根简单网线对于一个小型网路来说还是很可靠的，对于大型网路来说，某处线路的故障或某个连线器的故障，都会造成乙太网某个或多个网段的不稳定。
因为所有的通信信号都在共用线路上载输，即使信息只是发给其中的一个终端（destination），某台电脑传送的讯息都将被所有其他电脑接收。在正常情况下，网路接口卡会滤掉不是传送给自己的信息，接收目标地址是自己的信息时才会向CPU发出中断请求，除非网卡处于混杂模式（Promiscuous mode）。这种“一个说，大家听”的特质是共享介质乙太网在安全上的弱点，因为乙太网上的一个节点可以选择是否监听线路上载输的所有信息。共享电缆也意味着共享频宽，所以在某些情况下乙太网的速度可能会非常慢，比如电源故障之后，当所有的网路终端都重新啓动时。
接口的工作模式
乙太网卡可以工作在两种模式下：半双工和全双工。
半双工：半双工传输模式实现乙太网载波监听多路访问沖突检测。传统的共享LAN是在半双工下工作的，在同一时间只能传输单一方向的资料。当两个方向的资料同时传输时，就会产生沖突，这会降低乙太网的效率。
全双工：全双工传输是採用点对点连线，这种安排没有沖突，因为它们使用双绞线中两个独立的线路，这等于没有安装新的介质就提高了频宽。例如在上例的车站间又加了一条并行的铁轨，同时可有两列火车双向通行。在双全工模式下，沖突检测电路不可用，因此每个双全工连线只用一个连线埠，用于点对点连线。标準乙太网的传输效率可达到50%～60%的频宽，双全工在两个方向上都提供100%的效率。
乙太网的工作原理
乙太网採用带沖突检测的载波帧听多路访问（CSMA/CD）机製。乙太网中节点都可以看到在网路中传送的所有信息，因此，我们说乙太网是一种广播网路。
乙太网的工作过程如下：
当乙太网中的一台主机要传输资料时，它将按如下步骤进行：
1、监听信道上是否有信号在传输。如果有的话，表明信道处于忙状态，就继续监听，直到信道空闲为止。
2、若没有监听到任何信号，就传输资料
3、传输的时候继续监听，如发现沖突则执行退避演算法，随机等待一段时间后，重新执行步骤1（当沖突发生时，涉及沖突的电脑会传送会返回到监听信道状态。
注意：每台电脑一次只允许传送一个包，一个拥塞序列，以警告所有的节点）
4、若未发现沖突则传送成功，所有电脑在尝试再一次传送资料之前，必须在最近一次传送后等待9.6微秒（以10Mbps运行）。
帧结构
乙太网帧的概述：
乙太网的帧是资料链路层的封装，网路层的封包被加上帧头和帧尾成为可以被资料链路层识别的资料帧（成帧）。虽然帧头和帧尾所用的位元组数是固定不变的，但依被封装的封包大小的不同，乙太网的长度也在变化，其範围是64～1518位元组（不算8位元组的前导字）。
沖突/沖突域
沖突（Collision）：在乙太网中，当两个资料帧同时被发到物理传输介质上，并完全或部分重叠时，就发生了资料沖突。当沖突发生时，物理网段上的资料都不再有效。
沖突域：在同一个沖突域中的每一个节点都能收到所有被传送的帧。
影响沖突产生的因素：沖突是影响乙太网性能的重要因素，由于沖突的存在使得传统的乙太网在负载超过40%时，效率将明显下降。产生沖突的原因有很多，如同一沖突域中节点的数量越多，产生沖突的可能性就越大。此外，诸如资料分组的长度（乙太网的最大帧长度为1518位元组）、网路的直径等因素也会影响沖突的产生。因此，当乙太网的规模增大时，就必须採取措施来控製沖突的扩散。通常的办法是使用网桥和交换机将网路分段，将一个大的沖突域划分为若干小沖突域。
广播/广播域
广播：在网路传输中，向所有连通的节点传送讯息称为广播。
广播域：网路中能接收任何一设备发出的广播帧的所有设备的集合。
广播和广播域的区别：广播网路指网路中所有的节点都可以收到传输的资料帧，不管该帧是否是发给这些节点。非目的节点的主机虽然收到该资料帧但不做处理。
广播是指由广播帧构成的资料流量，这些广播帧以广播地址（地址的每一位都为“1”）为目的地址，告之网路中所有的电脑接收此帧并处理它。
共享式乙太网
共享式乙太网的典型代表是使用10Base2/10Base5的汇流排型网路和以集线器（集线 器）为核心的星型网路。在使用集线器的乙太网中，集线器将很多乙太网设备集中到一台中心设备上，这些设备都连线到集线器中的同一物理汇流排结构中。从本质上讲，以集线器为核心的乙太网同原先的汇流排型乙太网无根本区别。
集线器的工作原理：
集线器并不处理或检查其上的通信量，仅通过将一个连线埠接收的信号重复分发给其他连线埠来扩展物理介质。所有连线到集线器的设备共享同一介质，其结果是它们也共享同一沖突域、广播和频宽。因此集线器和它所连线的设备组成了一个单一的沖突域。如果一个节点发出一个广播信息，集线器会将这个广播传播给所有同它相连 的节点，因此它也是一个单一的广播域。
集线器的工作特点：
集线器多用于小规模的乙太网，由于集线器一般使用外接电源（有源），对其接收的信号有放大处理。在某些场合，集线器也被称为“多连线埠中继器”。
集线器同中继器一样都是工作在物理层的网路设备。
共享式乙太网存在的弊端：由于所有的节点都接在同一沖突域中，不管一个帧从哪裏来或到哪裏去，所有的节点都能接受到这个帧。随着节点的增加，大量的沖突将导致网路性能急剧下降。而且集线器同时只能传输一个资料帧，这意味着集线器所 有连线埠都要共享同一频宽。
交换式乙太网
交换式结构：
在交换式乙太网中，交换机根据收到的资料帧中的MAC地址决定资料帧应发向交换机的哪个连线埠。因为连线埠间的帧传输彼此禁止，因此节点就不担心自己传送的帧在通过交换机时是否会与其他节点传送的帧产生沖突。
为什麽要用交换式网路替代共享式网路：
·减少沖突：交换机将沖突隔绝在每一个连线埠（每个连线埠都是一个沖突域），避免了沖突的扩散。
·提升频宽：接入交换机的每个节点都可以使用全部的频宽，而不是各个节点共享频宽。
乙太网交换机
交换机的工作原理：
·交换机根据收到资料帧中的源MAC地址建立该地址同交换机连线埠的对应，并将其写入MAC地址表中。
·交换机将资料帧中的目的MAC地址同已建立的MAC地址表进行比较，以决定由哪个连线埠进行转发。
·如资料帧中的目的MAC地址不在MAC地址表中，则向所有连线埠转发。这一过程称之为泛洪（flood）。
·广播帧和组播帧向所有的连线埠转发。
交换机的三个主要功能：
·学习：乙太网交换机了解每一连线埠相连设备的MAC地址，并将地址同相应的连线埠对应起来存放在交换机快取中的MAC地址表中。
·转发/过滤：当一个资料帧的目的地址在MAC地址表中有对应时，它被转发到连线目的节点的连线埠而不是所有连线埠（如该资料帧为广播/组播帧则转发至所有连线埠）。
·消除回路：当交换机包括一个冗余回路时，乙太网交换机通过生成树协定避免回路的产生，同时允许存在后备路径。
交换机的工作特徵：
·交换机的每一个连线埠所连线的网段都是一个独立的沖突域。
·交换机所连线的设备仍然在同一个广播域内，也就是说，交换机不隔绝广播（唯一的例外是在配有VLAN的环境中）。
·交换机依据帧头的信息进行转发，因此说交换机是工作在资料链路层的网路设备
交换机的操作模式
交换机处理帧有不同的操作模式：
存储转发：交换机在转发之前必须接收整个帧，并进行检错，如无错误再将这一帧发向目的地址。帧通过交换机的转发时延随帧长度的不同而变化。
直通式：交换机只要检查到帧头中所包含的目的地址就立即转发该帧，而无需等待帧全部的被接收，也不进行错误校验。由于乙太网帧头的长度总是固定的，因此帧通过交换机的转发时延也保持不变。
注意：
直通式的转发速度大大快于存储转发模式，但可靠性要差一些，因为可能转发沖突 帧或带CRC错误的帧。
生成树协定
消除回路：
在由交换机构成的交换网路中通常设计有冗余链路和设备。这种设计的目的是防止一个点的失败导致整个网路功能的丢失。虽然冗余设计能够消除单点失败的问题，但也导致了交换回路的产生，它会导致以下问题。
·广播风暴
·同一帧的多份拷贝
·不稳定的MAC地址表
因此，在交换网路中必须有一个机製来阻止回路，而生成树协定（Spanning Tree Protocol）的作用正在于此。
生成树的工作原理：
生成树协定的国际标準是IEEE802.1b。运行生成树演算法的网桥/交换机在规定的间隔（默认2秒）内通过网桥协定资料单元（BPDU）的组播帧与其他交换机交换配置信息，其工作的过程如下：
·通过比较网桥优先权选取根网桥（给定广播域内只有一个根网桥）。
·其余的非根网桥只有一个通向根交换机的连线埠称为根连线埠。
·每个网段只有一个转发连线埠。
·根交换机所有的连线连线埠均为转发连线埠。
注意：生成树协定在交换机上一般是默认开啓的，不经人工干预即可正常工作。但这种自动生成的方案可能导致资料传输的路径并非最最佳化。因此，可以通过人工设定网桥优先权的方法影响生成树的生成结果。
生成树的状态：
运行生成树协定的交换机上的连线埠，总是处于下面四个状态中的一个。在正常操作 期间，连线埠处于转发或阻塞状态。当设备识别网路拓扑结构变化时，交换机自动进行状态转换，在这期间连线埠暂时处于监听和学习状态。
阻塞：所有连线埠以阻塞状态啓动以防止回路。由生成树确定哪个连线埠转换到转发状态，处于阻塞状态的连线埠不转发资料但可接受BPDU。
监听：不转发，检测BPDU，（临时状态）。
学习：不转发，学习MAC地址表（临时状态）。
转发：连线埠能转送和接受资料。
小知识：实际上，在真正使用交换机时还可能出现一种特殊的连线埠状态－Disable状态。这是由于连线埠故障或由于错误的交换机配置而导致资料沖突造成的死锁状态。如果并非是连线埠故障的原因，我们可以通过交换机重啓来解决这一问题。
生成树的重计算：
当网路的拓扑结构发生改变时，生成树协定重新计算，以生成新的生成树结构。当所有交换机的连线埠状态变为转发或阻塞时，意味着重新计算完毕。这种状态称为会聚（Convergence）。
注意：在网路拓扑结构改变期间，设备直到生成树会聚才能进行通信，这可能会对 某些套用产生影响，因此一般认为可以使生成树运行良好的交换网路，不应该超过七层。此外可以通过一些特殊的交换机技术加快会聚的时间。
网桥
网桥概述：
依据帧地址进行转发的二层网路设备，可将数个区域网路网段连线在一起。网桥可连线相同介质的网段也可访问不同介质的网段。网桥的主要作用是分割和减少沖突。它的工作原理同交换机类似，也是通过MAC地址表进行转发。网桥主要完成三个功能：转发、过滤资料帧；帧格式转换；传输速率转换。
透明网桥：无需改动设备的软硬体配置，即可完成LAN互连的网桥。交换机可看做多连线埠透明网桥。
路由器的简单介绍
什麽是路由器：
路由器是使用一种或者更多度量因素的网路设备，它决定网路通信能够通过的最佳路径。路由器依据网路层信息将封包从一个网路前向转发到另一个网路。
路由器的功能：
·隔绝广播，划分广播域
·通过路由选择演算法决定最优路径
·转发基于三层目的地址的封包
·其他功能
虚拟区域网路VLAN
网桥/交换机的本质和功能是通过将网路分割成多个沖突域提供增强的网路服务，然而网桥/交换机仍是一个广播域，一个广播封包可被网桥/交换机转发至全网。虽然OSI模型的第三层的路由器提供了广播域分段，但交换机也提供了一种称为VLAN的广播域分段方法。
什麽是VLAN：
一个VLAN是跨越多个物理LAN网段的逻辑广播域，人们设计VLAN来为工作站提供独立的广播域，这些工作站是依据其功能、项目组或套用而不顾其使用者的物理位置而逻辑分段的。
一个VLAN=一个广播域=逻辑网段
VLAN的优点和安装特徵：
VLAN的优点：
·安全性。一个VLAN裏的广播帧不会扩散到其他VLAN中。
·网路分段。将物理网段按需要划分成几个逻辑网段
·弹性。可将交换连线埠和连线使用者逻辑的分成利益团体，例如以同一部门的工作人员，项目小组等多种使用者组来分段。
典型VLAN的安装特徵：
·每一个逻辑网段像一个独立物理网段
·VLAN能跨越多个交换机
·由主干（Trunk）为多个VLAN运载通信量
VLAN如何操作：
·配置在交换机上的每一个VLAN都能执行地址学习、转发/过滤和消除回路机製，就像一个独立的物理网桥一样。VLAN可能包括几个连线埠
·交换机通过将资料转发到与发起连线埠同一VLAN的目的连线埠实现VLAN。
·通常一个连线埠只运载它所属VLAN的通信量。
VLAN的成员模式：
静态：分配给VLAN的连线埠由管理员静态（人工）配置。
动态：动态VLAN可基于MAC地址、IP地址等识别其成员资格。当使用MAC地址时，通常的方式是用VLAN成员资格策略伺服器（VMPS）支持动态VLAN。VMPS包括一个对应MAC地址到VLAN分配的资料库。当一个帧到达动态连线埠时，交换机根据帧的源地址查询VMPS，获取相应的VLAN分配。
注意：虽然VLAN是在交换机上划分的，但交换机是二层网路设备，单一的有交换机构成的网路无法进行VLAN间通信的，解决这一问题的方法是使用三层的网路设备-路由器。路由器可以转发不同VLAN间的封包，就像它连线了几个真实的物理网段一样。这时我们称之为VLAN间路由。
高速乙太网
快速乙太网：
快速乙太网（Fast Ethernet）也就是我们常说的百兆乙太网，它在保持帧格式、MAC（介质存取控製）机製和MTU（最大传送单元）质量的前提下，其速率比10Base－T的乙太网增加了10倍。二者之间的相似性使得10Base－T乙太网现有的应用程式和网路管理工具能够在快速乙太网上使用。快速乙太网是基于扩充的IEEE802.3标準。
千兆乙太网：
千兆位乙太网是一种新型高速区域网路，它可以提供1Gbps的通信频宽，採用和传统10M、100M乙太网同样的CSMA/CD协定、帧格式和帧长，因此可以实现在原有低速乙太网基础上平滑、连续性的网路升级。只用于Point to Point，连线介质以光纤为主，最大传输距离已达到70km，可用于MAN的建设。
由于千兆乙太网採用了与传统乙太网、快速乙太网完全兼容的技术规範，因此千兆乙太网除了继承传统以太区域网路的优点外，还具有升级平滑、实施容易、性价比高和易管理等优点。
千兆乙太网技术适用于大中规模（几百至上千台电脑的网路）的园区网主干，从而实现千兆主干、百兆交换（或共享）到桌面的主流网路套用模式。
小知识：
千兆乙太网的优势是同旧系统的兼容性好，价格相对便宜。在这也是千兆乙太网在同ATM的竞争中获胜的主要原因。
小结
当今居于主导地位的区域网路技术－乙太网。乙太网是建立在CSMA/CD机製上的广播型网路。沖突的产生是限製乙太网性能的重要因素，早期的乙太网设备如集线器是物理层设备，不能隔绝沖突扩散，限製了网路性能的提高。而交换机（网桥）做为一种能隔绝沖突的二层网路设备，极大的提高了乙太网的性能。正逐渐替代集线器成为主流的乙太网设备。然而交换机（网桥）对网路中的广播资料流量则不做任何限製，这也影响了网路的性能。通过在交换机上划分VLAN和採用三层的网路设备－路由器解决了这一问题。乙太网做为一种原理简单，便于实现同时又价格低廉的区域网路技术已经成为业界的主流。而更高性能的快速乙太网和千兆乙太网的出现更使其成为最有前途的网路技术。
为什麽叫乙太网？
乙太网这个名字，起源于一个科学假设：声音是通过空气传播的，那麽光呢？在外太空没有空气光也可以传播。于是，有人说光是通过一种叫以太的物质传播。后来，爱因斯坦证明以太根本就不存在。
大家知道，声音是通过空气传播的，那麽光是通过什麽传播的呢？
在牛顿运动定律中，物体的运动是相对的。比如，捷运车厢裏面的人看见您在车厢裏原地踏步走，而位于车厢外面的人却看见你以120公裏每小时的速度前进。
但光的运动并不是这样，您无论以什麽物体作为参照物，它的运动速度始终都是299 792 458 米 / 秒。这个问题困惑了很多科学家，难道牛顿定律失灵了？一个来自瑞士专利局的职员，名叫爱因斯坦的人在1905年发表了篇论文，文中提到，无论观察者以何种速度运动，相对于他们而言，光的速度是恆久不变的，相对论便由此诞生了。
这简单的理念有一些非凡的结论。可能最着名者莫过于质量和能量的等价，用爱因斯坦的方程来表达就是E=mc^2（E是能量，m是质量，c是光速），以及没有任何东西能运动得比光还快的定律。由于能量和质量的等价，物体由于它的运动所具的能量应该加到它的质量上面去。换言之，要加速它将变得更为困难。这个效应只有当物体以接近于光速的速度运动时才有实际的意义。例如，以10%光速运动的物体的质量只比原先增加了0.5%，而以90%光速运动的物体，其质量变得比正常质量的2倍还多。当一个物体接近光速时，它的质量上升得越来越快，它需要越来越多的能量才能进一步加速上去。实际上它永远不可能达到光速，因为那时质量会变成无限大，而由质量能量等价原理，这就需要无限大的能量才能做到。
由此我们可以看出，世界上根本就不存在以太这种物质，因为光速是永远恆定不变的，为其找个运动参照物是个笑话。有鑒于此，乙太网的命名也就是一个笑话。但乙太网并不会消失，它正随着人们追求高速度而不断的进行蜕变。以前，只要资料链路层遵从CSMA/CD协定通信，那麽它就可以被称为乙太网，但随着接入共享网路设备的增加，沖突会使网路的传输效率越来越低。后来，交换机的出现使全双工乙太网得到了更好的实现。未来，乙太网会披上光的外衣，飞的更快。
乙太网被禁用
1、按Win+X，然后在列表中点击“设备管理器”。
乙太网2、在设备管理器中找到“网路适配器”，并展开。
3、右键点击你的在地网卡，选择“更新驱动程式软体”。
4、选择并点击“自动搜寻更新驱动程式软体”，这时系统会在网路中搜寻针对该网卡的最新驱动，如果有搜寻到的话我们再安装上去。
5、如果显示Windows确定该设备的驱动软体是最新的话，我们还可以右键点击网卡先“卸载”，然后点击设备管理器上面的扫描检测硬体改动，Win8.1系统会重新为网卡安装一次驱动。
6、如果上面几步还不能解决你的问题，那麽我们可以安装驱动精灵软体来为你的网卡安装最新驱动。
技术总结
千兆乙太网的优势是同旧系统的兼容性好，价格相对便宜。在这也是千兆乙太网在同ATM的竞争中获胜的主要原
因。当今居于主导地位的区域网路技术－乙太网。乙太网是建立在
乙太网CSMA/CD机製上的广播型网路。沖突的产生是限製乙太网性能的重要因素，早期的乙太网设备如集线器是物理层设备。不能隔绝沖突扩散，限製了网路性能的提高。而交换机（网桥）做为一种能隔绝沖突的二层网路设备，极大的提高了乙太网的性能。正逐渐替代集线器成为主流的乙太网设备，然而交换机（网桥）对网路中的广播资料流量则不做任何限製，这也影响了网路的性能。通过在交换机上划分VLAN和採用三层的网路设备－路由器解决了这一问题。乙太网做为一种原理简单，便于实现同时又价格低廉的区域网路技术已经成为业界的主流。而更高性能的快速乙太网和千兆乙太网的出现更使其成为最有前途的网路技术。
