以太网是什么，以太网控制器是什么

以太网是什么？

以太网(Ethernet)最早是由Xerox(施乐)公司创建的局域网组网规范，1980年DEC、Intel和Xeox三家公司联合开发了初版Ethernet规范—DIX 1.0，1982年这三家公司又推出了修改版本DIX 2.0，并将其提交给EEE 802工作组，经IEEEE成员修改并通过后，成为IEEE的正式标准，并编号为IEEE 802.3。虽然Ethernet规范和IEEE 802.3规范并不完全相同，但一般认为Ethernet和正IEEE 802.3是兼容的。

以太网是应用最广泛的局域网技术。根据传输速率的不同，以太网分为标准以太网(10Mbit/s)、快速以太网(100Mbis)千兆以太网(1000Mbs)和万兆以太网(10Gbit/s)，这些以太网都符合IEEE 802.3是兼容的。

1、标准以太网

标准以太网是最早期的以太网，其传输速率为10Mbts，也称为传统以太网。此种以太网的组网方式非常灵活，既可以使用粗、细缆组成总线网络，也可以使用双绞线组成星状网络，还可以同时使用同轴电缆和双绞线组成混合网络。这些网络都符合EE8023标准，EEE8023中规定的一些传统以太网物理层标准如下。

①10 Base-2：使用细同轴电缆，最大网段长度为185m。

②10 Base-5：使用粗同轴电缆，最大网段长度为500m。

③10 Base-T：使用双纹线，最大网段长度为100m。

④10 Boad-36：使用同轴电缆，最大网段长度为3600m。

⑤10 Base-F：使用光纤，最大网段长度为2000m，传输速率为10Mb/s。

以土标准中首部的数字代表传输速率，单位为Mbis；末尾的数字代表单段网线长度(基准单位为100m)；Base表示基带传输， Broad表示宽带传输。

2、快速以太网

随着网络的发展和各项网络技术的普及，标准以太网技术已难以满足人们对网络数据流量和速率的需求。1993年10月以前，人们只能选择价格昂贵、基于100Mbs光缆的FDD技术组建高标准网络，1993年10月， Grand Junction公司推出了世界上第一台快速以太网集线器FastSwitch10/100和百兆网络接口卡 Fast NIC 100，快速以太网技术正式得到应用。

随后，Intel、3COM等公司也相继推出了自己的快速以太网设备，同时EEE802工作组对100Mbi/s以太网的各种标准进行了研究，并于1995年4月发布了IEEE 802.3u 100Base-T快速以太网标准，快速以太网时代到来。

IEEE 802.3U标准基本保持了标准局域网的规定，包括帧格式、接口、介质访问控制方法

( CSMA/CD)等，只是将数据传输速率从10Mbts提升到了100Mbit/s，又使用了一些新的物理层标准，具体如下所示。

① 100 Base-1X：使用两对5类屏蔽或非屏蔽双绞线，一对用于发送数据，一对用于传输数据；使用RJ-45或DB9接口，节点与集线器的最大距离为100m，支持全双工。

② 100 Base-T4：使用4对3类、4类或5类双绞线，3对用于发送数据，1对用于检测冲突信号；使用R-45连接器，最大网段长度为100m，不支持全双工。

③ 100Base-FX：使用一对单模或多模光纤，一路用于发送数据，一路用于接收数据；最大网段长度为200m(使用单模光纤时可达2000m)，支持全双工。此种网络主要用于搭建主千网，以提升主干网络传输速率。

3、千兆以太网

千兆以太网(GigabitEthernet)也称为吉比特以太网。1995年11月，IEEE 802.3工作组委任一个高速研究组，以研究将快速以太网速率增至1000Mbls的可行性和方法。1996年6月，IEEE标准委员会批准了千兆以太网方案授权申请，随后IEE 802.3工作组成立了EEE 802.3z工作委员会，该委员会建立了千兆以太网标准，该标准的主要规定如下：

① 速率为1000Mbit/s的以太网在通信时的全双工/伴半双工操作。

② 使用8023以太网帧格式、CSMA/CD技术。

③ 在一个冲突域中支持一个中继器。

④ 向下兼容10Base-T和100Base-TIEEE 802.3。

工作组为千兆以太网制定了一系列物理层标准，其中常用的标准如下。

（1）1000 Base-SX：使用芯径为50m及625m、工作波长为850m的多模光纤，采用8B/10B编码方式，传输距离分别为260m和525m。此标准主要应用于建筑物中同一层的短距离主于网。

（2）1000 Base-LX：使用芯径为50pm及625m、工作波长为850nm和芯径为5m、工作波长为1300nm的多模、单模光纤，传输距离分别为525m、550m和3000m。此标准主要应用于校园主干网。

（3）1000 Base-CX：使用1500屏蔽双绞线，采用8B/10B编码方式，传输速率为1.25Gbis，传输距离为25m。此标准主要用于集群设备的连接，如一个交换机机房内的设备互联。

（4）1000 Base-T：使用4对5类非屏蔽双绞线，采用PAM5编码方式，传输距离为100m。

此标准主要用于同一层建筑的通信，从而可利用标准以太网或快速以太网已铺设的非屏蔽双绞线电缆。

千兆以太网采用光纤作为上行链路，用于楼宇间的连接，原本被作为一种交换技术设计，之后被广泛应用于服务器的连接和主干网中。如今，千兆以太网已成为主流的网络技术，无论是大型企业还是中小型企业，在组建网络时都会把千兆以太网作为首选高速网络技术。

4、万兆以太网

万兆以太网(10 Gigabit Ethernet，10GE)也称为10吉比特以太网，是继千兆以太网之后产生的高速以太网。在千兆以太网的IEEE 802.3Z规范通过后不久，IEEEE成立了高速研究组（High Speed Study Group，HssG)，该研究组主要致力于10GE的研究。

10GE并非简单地将千兆以太网的速率提升了10倍，2002年6月，IEEE 802.3ae委员会制定了10GE的正式标准，该标准主要包括以下内容。

① 兼容8023标准中定义的最小和最大以太网帧长度。

②仅支持全双工方式。

③使用点对点链路和结构化布线组建星状局域网。

④在 MAC/PLS服务接口上实现10Gbs的速度。

⑤定义两种物理层规范，即局域网PHY和广域网PHY。

⑥定义将 MAC/PLS的数据传输速率对应到广域网PHY数据传输速率的适配机制。

⑦定义支持特定物理介质相关接口(PMD)的物理层规范，包括多模光纤和单模光纤以及相应传输距离;支持ISO/C11801第二版中定义的光纤介质类型等。

⑧通过WAN界面子层，10Gbi/s也能被调整为较低的传输速率。

此外，10Gbis不再使用铜线，只使用光纤作为传输媒介;不再使用 CSMA/CD协议。千兆以太网仍可使用已有的光纤通道技术，但10GE使用新开发的物理层。10GE常用的物理层规范如下。

①10G Base-SR：SR表示" Short Reach"(短距离)，10GBae-SR仅用于短距离连接，该规范支持编码方式为64B/66B的短波(850mm)多模光纤，有效传输距离为2m~300m。

② 10G Base-LR：LR表示“Long Reach”(长距离)，10 G Base-LR主要用于长距离连接，该规范支持编码方式为64B/66B的长波(1310mm)单模光纤，有效传输距离为2m~10km，最高可达25km。

④ 10 G Base-ER：ER表示“ Extended Reach”(超长距离，10G Base-ER支持超长波（1550nm)单模光纤，有效传输距离为2m~40km。

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什么是以太网？

以太网是一种计算机局域网技术。由IEEE组织的IEEE802.3标准制定了以太网技术标准，规定了物理层连接、电子信号和介质接入层协议的内容。以太网现在是最流行的局域网技术，取代了令牌环、FDDI、ARCNET等其他局域网技术。

以太网是世界上使用最广泛的局域网技术。有些人认为我们日常生活中的网络是以太网。我们通常说的交换机，专业名称应该叫以太网交换机。通常的光纤交换机也使用以太网技术，但传输介质由网线改为光纤。

什么是工业以太网？

工业以太网是在以太网技术和TCP/IP技术的基础上发展起来的工业网络。基于强大的区域集团和IEEE802.3(以太网)。在线工业以太网SIMATICNET提供了新的多媒体世界的无缝集成。

工业以太网是西门子提出的第一种基于以太网通信的工业通信方式。与其他西门子通信方式如MPI、DP总线等相比，工业以太网具有速度快、稳定性高、抗噪声能力强、互联互换性好等优点。

过去，以太网在商业环境中被广泛使用。现在，在很多工业环境中，以太网也成为业界的热点。相信在不久的将来，工业以太网将成为工业控制网络结构的主要形式和发展趋势。

以太网和工业以太网之间的关系：

工业以太网是以太网技术与通用工业协议的完美结合，也是标准以太网在工业领域的应用拓展。近年来，为了满足高实时性工业应用的需要，各大工业自动化公司和标准化组织都提出了各种工业以太网的实时技术标准，这些标准都是根据IEEE802.3标准制定的。标准，提高实时性，并与标准以太网建立联系。