你真的了解以太網(wǎng)嗎?以太網(wǎng)通信協(xié)議解讀

以太網(wǎng)是一種網(wǎng)絡(luò)，通過以太網(wǎng)，我們能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備之間的通信。上篇文章中，小編對以太網(wǎng)通信原理有所闡述。為增進(jìn)大家對以太網(wǎng)的認(rèn)識(shí)，本文將對以太網(wǎng)知識(shí)、以太網(wǎng)的通信協(xié)議予以介紹。如果你對以太網(wǎng)具有興趣，不放繼續(xù)往下閱讀哦。

一、以太網(wǎng)

以太網(wǎng)是現(xiàn)實(shí)世界中最普遍的一種計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。以太網(wǎng)有兩類：第一類是經(jīng)典以太網(wǎng)，第二類是交換式以太網(wǎng)，使用了一種稱為交換機(jī)的設(shè)備連接不同的計(jì)算機(jī)。經(jīng)典以太網(wǎng)是以太網(wǎng)的原始形式，運(yùn)行速度從3~10 Mbps不等;而交換式以太網(wǎng)正是廣泛應(yīng)用的以太網(wǎng)，可運(yùn)行在100、1000和10000Mbps那樣的高速率，分別以快速以太網(wǎng)、千兆以太網(wǎng)和萬兆以太網(wǎng)的形式呈現(xiàn)。

以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為總線型拓?fù)?，但快速以太網(wǎng)(100BASE-T、1000BASE-T標(biāo)準(zhǔn))為了減少?zèng)_突，將能提高的網(wǎng)絡(luò)速度和使用效率最大化，使用交換機(jī)來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接和組織。如此一來，以太網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)就成了星型;但在邏輯上，以太網(wǎng)仍然使用總線型拓?fù)浜虲SMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection，即載波多重訪問/碰撞偵測)的總線技術(shù)。

以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)上無線電系統(tǒng)多個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息的想法，每個(gè)節(jié)點(diǎn)必須獲取電纜或者信道的才能傳送信息，有時(shí)也叫作以太(Ether)。(這個(gè)名字來源于19世紀(jì)的物理學(xué)家假設(shè)的電磁輻射媒體-光以太。后來的研究證明光以太不存在。)每一個(gè)節(jié)點(diǎn)有全球唯一的48位地址也就是制造商分配給網(wǎng)卡的MAC地址，以保證以太網(wǎng)上所有節(jié)點(diǎn)能互相鑒別。由于以太網(wǎng)十分普遍，許多制造商把以太網(wǎng)卡直接集成進(jìn)計(jì)算機(jī)主板。

以太網(wǎng)的基本特征是采用一種稱為載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection)的共享訪問方案，即多個(gè)工作站都連接在一條總線上，所有的工作站都不斷向總線上發(fā)出監(jiān)聽信號(hào)，但在同一時(shí)刻只能有一個(gè)工作站在總線上進(jìn)行傳輸，而其他工作站必須等待其傳輸結(jié)束后再開始自己的傳輸。沖突檢測方法保證了只能有一個(gè)站在電纜上傳輸。早期以太網(wǎng)傳輸速率為10Mbps。采用CSMA/CD(載波監(jiān)聽多路存取和沖突檢測)介質(zhì)訪問控制方式的局域網(wǎng)技術(shù)，最初由Xerox公司于1975年研制成功，1979年7月-1982年間，由DEC、Intel和Xerox三家公司制定了以太網(wǎng)的技術(shù)規(guī)范DIX，以此為基礎(chǔ)形成的IEEE802.3以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)在1989年正式成為國際標(biāo)準(zhǔn)。在20多年中以太網(wǎng)技術(shù)不斷發(fā)展，成為迄今最廣泛應(yīng)用的局域網(wǎng)技術(shù)，產(chǎn)生了多種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

二、以太網(wǎng)通信協(xié)議

比較通用的以太網(wǎng)通信協(xié)議是TCP/IP協(xié)議，TCP/IP協(xié)議與開放互聯(lián)模型ISO相比，采用了更加開放的方式，它已經(jīng)被美國國防部認(rèn)可，并被廣泛應(yīng)用于實(shí)際工程。TCP/IP協(xié)議可以用在各種各樣的信道和底層協(xié)議(如T1、X.25以及RS一232串行接口)之上。確切地說，TCP/IP協(xié)議是包括TCP協(xié)議、IP協(xié)議、UDP(User Datagram Proto—c01)協(xié)議、ICMP(Internet Control Message Protoc01)協(xié)議和其他一些協(xié)議的協(xié)議組。

TCP/IP協(xié)議并不完全符合OSI的七層參考模型。傳統(tǒng)的開放式系統(tǒng)互連參考模型，是一種通信協(xié)議的七層抽象參考模型，其中每一層執(zhí)行某一特定任務(wù)。該模型的目的是使各種硬件在相同的層次上相互通信。而TCP/IP通訊協(xié)議采用了四層結(jié)構(gòu)，每一層都呼叫它的下一層所提供的網(wǎng)絡(luò)來完成自己的需求。這四層分別為：

(1)應(yīng)用層：應(yīng)用程序間溝通的層，如簡單電子郵件傳輸協(xié)議(SMTP)、文件傳輸協(xié)議(FTP)、網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程訪問協(xié)議(Telnet)等。

(2)傳輸層：在此層中，它提供了節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)傳送服務(wù)，如傳輸控制協(xié)議(TCP)、用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議(UDP)等，TCP和UDP給數(shù)據(jù)包加入傳輸數(shù)據(jù)并把它傳輸?shù)较乱粚又?，這一層負(fù)責(zé)傳送數(shù)據(jù)，并且確定數(shù)據(jù)已被送達(dá)并接收。

(3)網(wǎng)絡(luò)層：負(fù)責(zé)提供基本的數(shù)據(jù)包傳送功能，讓每一塊數(shù)據(jù)包都能夠到達(dá)目的主機(jī)(但不檢查是否被正確接收)，如網(wǎng)際協(xié)議(IP)。

(4)接口層：對實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)媒體的管理，定義如何使用實(shí)際網(wǎng)絡(luò)(如Ethernet、Serial Line等)來傳送數(shù)據(jù)。

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