1.以太网技术发展
　　1973年5月22日,以太网由施乐公司PARC研究中心的Bob Metcalfe首先提出,经过不断的发展和改进,成为目前世界上最流行的局域网。以太网已经被证明为一种灵活、可靠、简单的技术
----最初的以太网只支持10Mbps速率(即我们常说的10Base-T), 随着网络应用范围的扩大和数据流量的增加,特别是包括语音、图像和视频等占用大量带宽的多媒体信息在网上的实时传输,10BaseT已经不能满足应用的需求,出现了百兆，千兆，万兆的以太网技术。

2.以太网基本原理
　　以太网采用载波监听多重访问/冲突检测即CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection)介质访问协议。接收数据时，由于采用广播方式，所有的工作站都可以收到网上的信息帧，一旦确认是发给自己，就将它发送到高一层的协议层。发送数据时，工作站侦听网络是否堵塞，只有检测到网络空闲时，才能发送数据。当两个工作站发现网络空闲而同时发出数据时，就发生冲突，工作站必须在一定时间后重发，何时重发由延时算法决定。

3.以太网设备
　　最早出现的以太网连接设备是Hub(集线器)和网桥。随着技术的不断发展，目前使用最广泛的连接设备是交换机。
　　集线器Hub对信号进行再生放大,播放到网络上的所有端口,并能自动检测"碰撞",发出阻塞信号以增强整个网络的防冲突能力。Hub具有自动指示和隔离故障站点的功能。Hub缺点是简单重复发送数据的方式浪费了大量网络带宽。
　　网桥是用来连接2个或超过2个LAN网段的设备, 工作在OSI模型的第2层,通过在LAN内部和不同的LAN网段之间快速转发数据来扩展网络的性能。网桥检查数据包的MAC地址,如果它不知道目的地址,会将该数据发给除源LAN网段外的所有网段。网桥的缺点是功能单一,速度较慢。
　　交换机同网桥一样也工作在OSI模型的第2层。与网桥相比,交换机具有很高的处理速度,时延很小。交换机检查每一个收到的数据包，并对数据包进行相应的处理。在检测到网络节点间有数据传输的要求后,交换机在源和目的节点间建立起独立的物理连接,这条线路是完全私用的,因而有效地避免了数据碰撞。交换机具有自动学习功能,能够自动建立使用网段的地址信息。交换机内保存有每一个网段上所有节点的物理地址，只允许必要的网络流量通过交换机。例如,当交换机接收到一个数据包之后，根据自身保存的网络地址表检查数据包内包含的发送和接收方地址。如果接收方位于发送方网段，该数据包就会被交换机丢弃(即被过滤)，不能通过交换机传送到其他网段；如果接收方和发送方位于两个不同的网段，该数据包才会被交换机转发到目标网段。
　　如上所述,交换机可以过滤数据包或者重新生成并转发新包，所以交换技术可以用来把一个大的网络划分成几个独立的冲突域，不同的冲突域之间可以互相沟通,这样就能有效地削减甚至消除网络中的信号碰撞, 避免广播风暴, 减少误包和错包的出现。同时,因为交换机可以重新生成原数据包并进行转发，所以它支持更长的传输距离和更多的网络节点。交换机的每一个端口都可以形成一个冲突域,这是与Hub最大的不同。 而且一般的Hub和堆叠式Hub是不支持全双工的。而交换机支持数据的同时双向传输,这样实际的网络连接带宽就增加了1倍。由于交换机与Hub工作在同一层,所以也不牵涉到协议方面的问题。
　　除此以外,交换机比Hub和网桥更胜一筹的是具有更广泛的功能,如VLAN(Virtual LAN)功能。 VLAN将物理的以太网段划分为逻辑的虚拟网段，其优点主要体现在以下几个方面:

　　Ａ. 广播控制:普通的交换机端口只在物理上隔离冲突域,而VLAN端口能够提供隔离广播和多播(多点传送)的逻辑冲突域。
　　Ｂ. 安全:可以设置安全等级。如果没有路由设备,位于1个VLAN以外的设备将不能访问该VLAN内的设备,反之亦然。这对于某些敏感应用来讲非常重要。
　　Ｃ. 性能:在某种程度上,可以将VLAN看作私用LAN,某些网络流量被屏蔽到VLAN外。 通过重新配置VLAN用户组,甚至可以重新分配网络负载。
　　Ｄ. 网络管理:通过VLAN软件可以很迅速地更改配置,从逻辑上指定组内端口,而不必再重新进行物理布线。
　　随着近几年交换技术的不断发展，交换机的性能和功能不断增强, 一些重要的产品功能，如Trunking（端口干路）和VLAN技术已经产品化,而价格却急剧下降。这些新技术对于企业的投资来说，其优异的性能和高度智能化是网络建设者的理想选择。

4 千兆及万兆以太网技术

◆ 千兆以太网
　　1999年6月,IEEE讨论通过了基于双绞线的1000BaseT标准802.3ab,配合支持光纤的802.3z 千兆标准。千兆以太网的标准化包括编码/译码、收发器和网络介质三个主要模块，其中不同的收发器对应于不同的网络介质类型。
　　1000BASE-LX基于1300nm的单模光缆标准时，使用8B/10B编码解码方式，最大传输距离为5000米。
　　1000BASE-SX基于780nm的FibreChannel optics，使用8B/10B编码解码方式，使用50微米或62.5微米多模光缆，最大传输距离为300米到500米。连接光纤所使用的SC型光纤连接器与快速以太网100BASE FX所使用的连接器的型号相同。
　　1000BASE-CX是一种基于铜缆的标准，使用8B/10B编码解码方式，最大传输距离为25米。
　　1000BASE-T基于非屏蔽双绞线传输介质，使用1000BASE-T 铜物理层Copper PHY编码解码方式，传输距离为100米。1000BASE－T在传输中使用了全部4对双绞线并工作在全双工模式下。这种设计采用 PAM-5 (5级脉冲放大调制) 编码在每个线对上传输 250Mbps。双向传输要求所有的四个线对收发器端口必须使用混合磁场线路，因为无法提供完美的混合磁场线路，所以无法完全隔离发送和接收电路。任何发送与接收线路都会对设备发生回波。因此，要达到要求的错误率（BER）就必须抵消回波。1000BASE－T无法对频率集中在125MHz之上的频段进行过滤，但是使用扰频技术和网格编码能对80MHz之后的频段进行过滤。为了解决5类线在如此之高的频率范围内因近端串扰而受到的限制，应该采用合适的方案来抵消串扰。基于光纤的千兆以太网产品已有很多，这里就不再一一列举。对于铜线的以太网，思科开发出了桌面统一以太网技术，这种技术是通过用铜线进行传输的高密度千兆以太网模块实现的。模块完全符合IEEE 802.3以太网标准。每个用户可以通过已铺设的5类线，以每秒10、100或1000兆的速度访问网络。通过用铜线进行传输的千兆以太网，可以让用户在相同的基础架构上，将网络访问速度提高10倍。

◆ 万兆以太网
　　万兆以太网也已出台，采用了IEEE 802.3 以太网媒体访问控制（MAC）协议、IEEE 802.3以太网帧格式，以及 IEEE 802.3帧的最大和最小尺寸。正如千兆以太网标准1000Base-X和1000Base-T保留了以太网模型的基本内容一样，万兆以太网在本质上仍然是以太网在速度和距离方面的自然进化。因为万兆以太网是一种只采用全双工与光纤的技术，所以网络运营商不需要应用低速的、半双工的CSMA/CD协议。在其他方面，万兆以太网保留了初期以太网模型的精髓。
　　万兆以太网工作组在多方面发展了以太网技术，其中比较突出的是一种称之为XAUI的接口。"AUI"借用了原来的以太网附加单元接口的简称（Ethernet Attachment Unit Interface），而"X"源于罗马数字中的10，代表每秒传输10千兆比特的意思。XAUI被设计成既是一个接口扩展器，又是一个接口。它是10Gbps介质独立接口（10 Gigabit Media Independent Interface，XGMII），也是对XGMII的扩展。XGMII是具有74条信号线的接口，其中的32条数据线用于数据的收发。XGMII也可以作为以太网的MAC层对PHY的补充。XAUI还可以在以太网的MAC层和PHY的互联方面代替或作为XGMII的扩展，这是XGMII比较典型的应用。
　　XAUI直接从千兆以太网标准中1000Base-X的PHY发展而来，它具有自带时钟的串行总线。XAUI接口的速率是1000Base-X的2.5倍。通过4条串行通道，保证万兆以太网的XAUI接口所支持的数据吞吐量是千兆以太网的10倍。

◆ 其他
　　从传输介质上看,以太网接口之间越来越多地使用光纤来连接。与双绞线相比,虽然光纤的成本较高,架设稍复杂,但其连接距离远,工作稳定,可扩展性强,已经成为高速网络连接无可替代的主要介质。
　　从传输速率看，也是在迅速提升，从10兆、100兆、千兆一直到万兆，就是为了适应日益增长的数据流和多媒体服务。
　　另外,配有以太网地各种网络产品也更注重安全、服务保证和管理功能,VLAN、QoS(流量控制、优先级控制)、SNMP、RMON、安全控制等功能的实现,以确保网络的性能、安全性和稳定性。

5 结束语
　　在信息时代、经济高速发展，信息在迅猛膨胀，多媒体应用的日益增加、IP语音传输需求的激增，对网络技术的发展提出了新的动力和挑战。以太网技术从10M开始发展，经历二十多年的变迁，发展到今天的千兆以太网，万兆以太网。目前千兆以太网正以高效、高速、高性能而著称，已经广泛应用在电信、金融、商业、教育、政府机关及厂矿企业等各行各业，随着技术的进一步发展，万兆以太网也必将成为以后的主流网络技术。