传统以太网
介绍
传统以太网（Ethernet）是一种广泛使用的局域网（LAN）技术，最早由 Xerox 公司在 1970 年代开发。它使用 CSMA/CD（载波侦听多路访问/冲突检测）协议来管理网络设备之间的通信。传统以太网通常运行在 10 Mbps 的速度下，使用同轴电缆或双绞线作为传输介质。
以太网的核心思想是通过共享的传输介质连接多个设备，并确保数据能够高效、可靠地传输。尽管现代以太网已经发展到更高的速度（如千兆以太网和万兆以太网），但理解传统以太网的工作原理仍然是学习网络技术的基础。
传统以太网的工作原理
1. CSMA/CD 协议
CSMA/CD 是传统以太网的核心协议，用于管理多个设备在共享介质上的通信。它的工作原理如下：
- 载波侦听（Carrier Sense）：设备在发送数据之前会先侦听网络，确保当前没有其他设备正在传输数据。
- 多路访问（Multiple Access）：多个设备共享同一传输介质。
- 冲突检测（Collision Detection）：如果两个设备同时发送数据，会发生冲突。设备会检测到冲突并停止发送，等待一段随机时间后重试。
备注
冲突是传统以太网中不可避免的现象，尤其是在网络负载较高时。CSMA/CD 协议通过随机退避机制来减少冲突的发生。
2. 帧结构
以太网数据以 帧（Frame） 的形式传输。一个典型的以太网帧包括以下字段：
- 前导码（Preamble）：7 字节，用于同步接收方的时钟。
- 帧起始定界符（Start Frame Delimiter, SFD）：1 字节，标识帧的开始。
- 目标 MAC 地址（Destination MAC Address）：6 字节，指定帧的目标设备。
- 源 MAC 地址（Source MAC Address）：6 字节，标识发送帧的设备。
- 类型/长度（Type/Length）：2 字节，指示帧中数据的类型或长度。
- 数据（Data）：46 到 1500 字节，包含实际传输的数据。
- 帧校验序列（Frame Check Sequence, FCS）：4 字节，用于错误检测。
plaintext
| 前导码 (7B) | SFD (1B) | 目标 MAC (6B) | 源 MAC (6B) | 类型/长度 (2B) | 数据 (46-1500B) | FCS (4B) |
3. 物理介质
传统以太网使用以下物理介质：
- 10Base5：使用粗同轴电缆，最大传输距离为 500 米。
- 10Base2：使用细同轴电缆，最大传输距离为 185 米。
- 10Base-T：使用双绞线，最大传输距离为 100 米。
提示
10Base-T 是最常见的传统以太网类型，因为它使用双绞线，成本较低且易于安装。
实际应用场景
1. 小型办公室网络
在小型办公室中，传统以太网可以用于连接多台计算机、打印机和其他网络设备。通过集线器（Hub）或交换机（Switch），所有设备可以共享网络资源。
2. 家庭网络
在家庭网络中，传统以太网可以用于连接智能电视、游戏机和路由器，提供稳定的网络连接。
总结
传统以太网是局域网技术的基础，尽管它的速度较慢，但其简单、可靠的设计使其在早期网络中得到了广泛应用。通过学习传统以太网，你可以更好地理解现代高速以太网的工作原理。
附加资源
练习
- 解释 CSMA/CD 协议的工作原理。
- 描述以太网帧的结构，并说明每个字段的作用。
- 比较 10Base5、10Base2 和 10Base-T 的优缺点。