在二層交換網(wǎng)中應(yīng)用最廣泛的是采用IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)（Ethernet） 。目前，全世界的局域網(wǎng)90%以上是采用以太網(wǎng)技術(shù)組網(wǎng)的 。隨著以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，該技術(shù)已經(jīng)進入接入網(wǎng)和城域網(wǎng)領(lǐng)域 。在本講中，筆者提出了以太網(wǎng)交換技術(shù)中存在虛電路的新觀點 。
1 以太網(wǎng)的分類
以太網(wǎng)的特點是多個數(shù)據(jù)終端共享傳輸總線 。以太網(wǎng)按其總線的傳輸速率可劃分為10 Mbit/s以太網(wǎng)、100 Mbit/s以太網(wǎng)、1 000 Mbit/s（吉比特）以太網(wǎng)以及10 Gbit/s以太網(wǎng)等；以太網(wǎng)按其總線的傳輸介質(zhì)可劃分為同軸電纜以太網(wǎng)、雙絞線以太網(wǎng)以及光纖（多模、單模）以太網(wǎng) 。
2 載波偵聽多路訪問/沖突檢測（CSMA/CD）協(xié)議
共享式以太網(wǎng)的核心思想是多個主機共享公共傳輸通道 。在電話通信中采用了時分、頻分或碼分等方法，使多個用戶終端共享公共傳輸通道 。但在數(shù)據(jù)通信中，數(shù)據(jù)是突發(fā)性的，若占用固定時隙、頻段或信道進行數(shù)據(jù)通信，會造成資源上的浪費 。
若多個主機共享公共傳輸通道（總線）而不采取任何措施，必然會產(chǎn)生碰撞與沖突 。CSMA/CD協(xié)議正是為解決多個主機爭用公共傳輸通道而制定的 。
（1） 載波偵聽多路訪問（CSMA）
每個以太網(wǎng)幀（MAC幀）均有源主機和宿主機的物理地址（MAC地址） 。當(dāng)網(wǎng)上某臺主機要發(fā)送MAC幀時，應(yīng)先監(jiān)聽信道 。假如信道空閑，則發(fā)送；假如發(fā)現(xiàn)信道上有載波（指基帶信號），則不發(fā)送，等信道空閑時立即發(fā)送或延遲一個隨機時間再發(fā)送，從而大大減少碰撞的次數(shù) 。
（2） 碰撞檢測（CD）
對于碰撞檢測，在一般情況下，當(dāng)總線上的信號擺動超過正常值時，即認(rèn)為發(fā)生沖突 。這種檢測方法輕易出錯，因為信號在線路上傳播時存在衰耗，當(dāng)兩個主機相距很遠時，另一臺主機的信號到達時已經(jīng)很弱，與本地主機發(fā)送的信號疊加時，達不到?jīng)_突檢測的幅度，就會出錯 。為此，IEEE 802?郾3標(biāo)準(zhǔn)中限制了線纜的長度 。目前，應(yīng)用較多的沖突檢測方法是主機的發(fā)送器把數(shù)據(jù)發(fā)送到線纜上，該主機的接收機又把數(shù)據(jù)接收回來，然后與發(fā)送數(shù)據(jù)相比，判別是否一致 。若一致，則無沖突發(fā)生；若不一致，則表示有沖突發(fā)生 。
3 MAC幀格式
每一幀以7個字節(jié)的前導(dǎo)碼開始，前導(dǎo)碼為“1010”交替碼，其作用是使目的主機接收器時鐘與源主機發(fā)送器時鐘同步 。緊接著是幀開始分界符字節(jié)“10101011”，用于指示幀的開始 。
幀包括兩個地址：目的地址和源地址 。目的地址最高位如為“0”，則表示普通地址；如為“1”，則表示組地址 。地址的次高位用于區(qū)分是局部地址還是全局地址 。局部地址由局部網(wǎng)絡(luò)治理者分配，離開這個局部網(wǎng)，該地址就毫無意義 。全局地址由IEEE統(tǒng)一分配，以保證全世界沒有兩個主機具有相同的全局地址 。答應(yīng)大約有7×1013個全局地址 。全局地址可用于全球性的MAC幀尋址 。
數(shù)據(jù)域長度給出數(shù)據(jù)域中存在多少個字節(jié)的數(shù)據(jù)，其值為0～1 500 。數(shù)據(jù)域長度為“0”是合法的，但太短的幀在傳送過程中可能會產(chǎn)生問題，其中一個原因就是：當(dāng)主機檢測到?jīng)_突時，便停止發(fā)送，這時一部分?jǐn)?shù)據(jù)已經(jīng)發(fā)送到線纜上，而目的主機卻無法簡單區(qū)分這是正確幀還是垃圾幀 。為此，IEEE規(guī)定：正確長度必須大于64字節(jié)，假如小于64字節(jié)，那么必須用填充字段填充到幀的最小長度 。
4 以太網(wǎng)的互聯(lián)
根據(jù)OSI 7層模型，以太網(wǎng)可以在低3層和高3層上互聯(lián) 。實現(xiàn)互聯(lián)的網(wǎng)元設(shè)備有中繼器、集線器、網(wǎng)橋、路由器、交換機和網(wǎng)關(guān) 。
4.1 中繼器
中繼器工作在OSI 7層模型的物理層 。因為數(shù)字脈沖信號經(jīng)過一定距離的傳輸后，會產(chǎn)生衰耗和波形失真，在接收端引起誤碼 。中繼器的作用是再生（均衡放大、整形）通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號，擴展局域網(wǎng)的范圍 。
推薦閱讀
- 4000 6500交換引擎配置注解
- Cisco、華為、Intel交換機漫談
- 寬帶網(wǎng)絡(luò)交換機的選擇和使用
- 多層交換組播技術(shù)概論
- 恢復(fù)2900XL，2950，3500XL系列交換機FLASH詳細(xì)步驟
- 交換技術(shù)的基本原理
- 交換的模式
- 私網(wǎng)穿越技術(shù)在軟交換體系中的應(yīng)用
- 交換機性能指標(biāo)詳解
- 什么是第四層交換