1 以太网概述  以太网是在70年代初期由Xerox公司Palo Alto研究中心推出的。
1979年Xerox、Intel和DEC公 司正式发布了DIX版本的以太网规范，1983年IEEE 802.3标准正式发布。初期的以太网是基于同轴电缆的，到八十年代末期基于双绞线的以太网完成了标准化工作，即我们常说的10BASE-T。  随着市场的推动，以太网的发展越来越迅速，应用也越来越广泛。下面简单列一下以太网的发展历程：   70年代初，以太网产生；  
1929年，DEC、Intel、Xerox成立联盟，推出DIX以太网规范；  1980年，IEEE成立了802.3工作组；  
1983年，第一个IEEE802.3标准通过并正式发布  通过80年代的应用，10Mb/s以太网基本发展成熟
 1990年，基于双绞线介质的10BASE-T标准和IEEE 802.1D网桥标准发布  90年代，LAN交换机出现，逐步淘汰共享式网桥
 1992年，出现了100Mb/s快速以太网  通过100BASE-T标准(IEEE802.3u)  全双工以太网(IEEE97)  千兆以太网开始迅速发展(96)  
1000Mb/s千兆以太网标准问世(IEEE802.3z/ab)  IEEE 802.1Q和802.1P标准出现(98)  10GE以太网工作组成立(IEEE802.3ae)  2 以太网的基础知识  以太网是一种能够使计算机进行相互传递信息的介质，它利用二进制位形成一个个的字节，这 些字节然后组合成一帧帧的数据。帧有一个起点，我们称之为帧头；也有终点，我们称之为作帧尾。以太网由许多物理网段组合而成，每个网段包括一些导线和与导线相连的网络设备。以太网上有很多网络设备，每个设备都会接收到各种各样的帧信息。

那么，设备怎样才能知道帧是否是直接对它进行访问呢？其实，在每个帧报头中，都包含有一个目地介质访问控制地址（MAC）和一个源MAC地址，目的MAC地址就可以告诉网络设备帧是否是对它进行直接访问。
如果设备发现帧的目的MAC地址与自己的MAC不匹配，设备将对不处理该帧。  2.1 MAC地址  MAC地址有48位，它可以转换成12位的十六进制数，参见图1。这个数分成三组，每组有四个数字，中间以点分开。MAC地址有时也称为点分十六进制数。为了确保MAC地址的唯一性，IEEE对这些地址进行管理。每个地址由两部分组成，分别是供应商代码和序列号。供应商代码代表NIC（网络接口卡）制造商的名称，它占用MAC的前六位12进制数字，即24位二进制数字。序列号由供  应商管理，它占用剩余的6位地址，或最后的24位二进制数字。    

图 1  MAC地址  从实际使用的角度看，以太网的MAC地址可以分为三类，分别是单播地址、多播地址、广播地 址：  

单播地址：第一字节最低位为0，00e0.fc00.0006。用于网段中两个特定设备之间的通信，可以作为以太网帧的源和目的MAC地址；
多播地址：第一字节最低位为1，01e0.fc00.0006。用于网段中一个设备和其他多个设备通信，只能作为以太网帧的目的MAC；

  广播地址：48位全
1，ffff.ffff.ffff。用于网段中一个设备和其他所有设备通信，只能作为以太网帧的目的MAC。  
2.2 以太网帧的帧格式  对MAC地址有一个基本认识后，我们有必要进一步了解以太网帧的帧格式是怎么样的？有哪几 种常用的帧格式？下图就是目前常用几种以太网帧格式。

 

     

    图 2  常用的以太网帧格式  2.2.1 以太网Ⅱ  帧头的作用是标识封装在帧中的第3层信息包的类型。以太网Ⅱ使用类型字段，其长度为2个字节。这种帧格式是目前最常用的以太网帧格式。
 2.2.2 带有802.2逻辑链路控制的IEEE 802.3  IEEE基于原始的以太网Ⅱ帧来设计自己的以太网帧类型。IEEE 802.3的以太网帧报头和以太网Ⅱ的帧报头非常相似，不过其类型字段的长度有所变化，它增加了一个称作逻辑链路控制（LLC）的字段。LLC用来识别信息包中使用的第3层协议。LLC报头或IEEE报头都包含DSAP（destination service access point，目的服务访问点）、SSAP（source service access point，源服务访问点）和控制字段。DSAP和SSAP合并后就可标识第3层协议的类型。  2.2.3 IEEE 802.3子网访问协议（以太网SNAP）  80年代中期，以太网非常流行，IEEE担心它将使用完所有的DSAP和SSAP编码，所以就定义了一种新的帧格式。这种帧格式称为以太网子网访问协议，有时候也称为以太网SNAP。这种格式的帧报头以“AA”取代DSAP和SSAP。在DSAP和SSAP字段中出现“AA”时，帧是一个以太网SNAP 帧。

这时，第3层协议将在OUI（Organizational unique identifier，组织唯一标识）字段后的类型字段中表示。QUI是一个6位的十六进制数，它可以唯一地标识一个组织。IEEE对QUI进行赋值。  2.2.4 Novell以太网  Novell以太网帧类型只适用于IPX通信。Novell以前没有考虑IPX将附属于其他第3层协议。所以，也就没有必要用字段来识别第3层协议。如果你运行的是Novell网络，就可以使用IPX。Novell以太网帧格式以一个长度字段来取代类型字段，与前面的IEEE的做法一样。不过长字段后没有LLC字段。  2.3 CSMA/CD  以太网使用CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection，带有冲突监测的载波侦听多址访问）。我们可以将CSMA /CD比做一种文雅的交谈。在这种交谈方式中，如果有人想阐述观点，他应该先听听是否有其他人在说话（即载波侦听）。如果这时有人在说话，他应该耐心地等待，直到对方结束说话，然后他才可以开始发表意见。另外，有可能两个人在同一时间都想开始说话，那会出现什么样的情况呢？显然，如果两个人同时说话，这时很难辨别出每个人都在说什么。但是，在文雅的交谈方式中，当两个人同时开始说话时，双方都会发现他们在同一时间开始讲话（即冲突检测），这时说话立即终止。随机地过了一段时间后（回退），说话才开始。说话时，由第一个开始说话的人来对交谈进行控制，而第二个开始说话的人将不得不等待，直到第一个人说完，然后他才能开始说话。  除计算机以外，以太网的工作方式与上面的方式相同。

首先，以太网网段上需要进行数据传送的节点对导线进行监听，这个过程称为CSMA/CD的载波侦听。如果，这时有另外的节点正在传送数据，监听节点将不得不等待，直到传送节点的传送任务结束。如果某时恰好有两个工作站同时准备传送数据，以太网网段将发出“冲突”信号。这时，节点上所有的工作站都将检测到冲突信号，因为，这时导线上的电压超出了标准电压。冲突产生后，这两个节点都将立即发出拥塞信号，以确保每个工作站都检测到这时以太网上已产生冲突，导线上的带宽为0 Mb/s。然后，网络进行恢复，在恢复的过程中，导线上将不传送数据。在这一过程中，不属于产生冲突的网段上的节点也要等到冲突结束后才能传送数据。当两个节点将拥塞信号传送完，并过了一段随机时间后，这两个节点便开始将信号恢复到零位。第一个达到零位的工作站将首先对导线进行监听，当它监听到没有任何信息在传输时，便开始传输数据。当第二个工作站恢复到零位后，也对导线进行监听，当监听到第一个工作站已经开始传输数据后，就只好等待了。注意实际上，随机的时间是通过一种算法产生的，这种算法在IEEE 802.3标准CSMA/CD文档第55页可以找到。  在CSMA/CD方式下，在一个时间段，只有一个节点能够在导线上传送数据。如果其他节点想传送数据，必须等到正在传输的节点的数据传送结束后才能开始传输数据。以太网之所以称作共享介质就是因为节点共享同一根导线这一事实。