以太网的工作原理

全双工以太网

以太网的交换技术催生了另一项技术，即全双工以太网。全双工是一个数据通信术语，指的是能够同时发送和接收数据。

早期以太网是半双工的，也就是说在一个时间只能沿一个方向移动数据。在彻底的交换网络中，节点只能与交换机通信，而且永远不会与其他节点直接进行通信。此外，交换网络还使用双绞线或光纤，它们在发送和接收数据时使用不同的导线。在这种类型的环境中，以太网站点可以抛弃冲突检测过程并根据自身需要随时发送数据，因为它们是唯一能够访问介质的设备。因此，在终端站点向交换机发送数据时，交换机也可以向站点发送数据，这就营造了一个无冲突环境。

以太网还是802.3？

您可能听说过“802.3”这个词，它被用来取代以太网这个术语或与其结合使用。“以太网”最初指的是按照Digital、英特尔和施乐公司的标准建立的网络。（因此，它也称作DIX标准。）

1980年2月，电气及电子工程师学会（IEEE）设立了一个委员会，负责网络技术的标准化。IEEE将该委员会称为802工作组，这是以它成立日期的年和月来命名的。802工作组的附属委员会分别负责网络技术的不同方面。IEEE使用802.X这样的数字编号来区分各个附属委员会，其中的X代表每个附属委员会的唯一编号。802.3工作组对CSMA/CD网络进行了标准化，该网络的运作方式与DIX以太网相同。

以太网和802.3在术语和帧的数据格式上略有不同，但是在大部分方面都完全相同。现在，以太网这个术语已经成为了对DIX以太网和IEEE802.3标准的统称。

令牌环

可替代以太网的最常见局域网技术是由IBM开发的一种网络技术，称作令牌环。以太网通过各次传输之间的随机空隙来控制对介质的访问，而令牌环网则采用一种严格的顺序访问方法。令牌环网将节点在逻辑上排列为一个环形，如下图所示。节点围绕该环沿一个方向转发帧，并且在转发一整圈后将该帧删除。

1. 通过创建一个令牌来对该环进行初始化，令牌是一种特殊类型的帧，只有拥有令牌的站点能够发送数据。
2. 令牌与其他帧一样在环中循环传递，直到它遇到一个希望发送数据的站点。
3. 然后，该站点“捕获”令牌，方法是用一个携带数据的帧来替换令牌帧，该携带数据的帧将环绕网络进行传递。
4. 在数据帧返回发送它的站点后，该站点会删除该数据帧，然后创建一个新令牌并将该令牌转发到环中的下一个节点。

令牌环网中的节点不侦听载波信号或检测冲突，使用令牌帧的目的就在于保证站点能够发送数据帧而无需担心其他站点的干扰。由于在沿着环传递令牌之前站点只能发送一个数据帧，所以环中的所有站点都会被轮到，从而能够公平地轮流进行通信。令牌环网的数据传输速率通常为4或16M。

光纤分布数据接口（FDDI）是另外一种令牌传递技术，它使用一对光纤环，两个环以相反方向各自传递一个令牌。FDDI网络的传输速度为100M，这使它们成为了当时最流行的高速网络。但是随着更便宜、更易于管理的100M以太网的出现，FDDI已经日趋衰落。

异步传输模式

我们要介绍的最后一种网络技术是异步传输模式，即ATM。ATM网络模糊了局域网和广域网之间的界限，它能够连接多种不同设备，而且具有高可靠性和高速度，即便是横跨整个国家/地区也是如此。ATM网络不但适于传输数据，而且适于传输语音和视频数据，因此用途广泛且易于扩展。ATM尽管并没有像当初预计那样迅速地为人接受，但仍然是一种能满足未来需要的可靠网络技术。

以太网目前仍然受到广泛欢迎。30年来，以太网标准得到了整个行业的广泛接受，它广为人知并被人深刻理解；这使得其配置和故障排除过程都很轻松。随着其他技术的不断进步，以太网也将与时俱进，在速度和功能上更上一层楼。