????? 在本文中，我們將深入介紹網絡的相關知識，尤其是以太網的網絡標準，便于您理解所有計算機為何能夠相連的幕后機制。

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　　網絡的作用

　　網絡使得兩臺計算機能夠相互發送和接收信息。我們并不總是能夠意識到我們在頻繁訪問網絡上的信息。互聯網可以說是一個最顯著的計算機網絡例子，它將世界上數以百萬計的計算機連接在一起，但是在我們每天獲取信息時發揮作用的經常是一些較小型的網絡。許多公共圖書館已經將它們的卡片目錄換成了計算機終端，讀者可以更快、更容易地搜索圖書。機場設置了眾多的顯示屏，向旅客告知到港航班和離港航班的信息。許多零售店也使用專用計算機來處理POS事務。在上述情況下，都是網絡將位于多個位置的不同設備連接在一起，便于人們訪問某個共享的數據庫。

　　在介紹以太網這樣的網絡標準細節之前，我們必須首先了解一些基本術語及其解釋，它們描述了不同的網絡技術及其相互間的差異——下面就讓我們開始吧!

　　局域網和廣域網

　　我們可將網絡技術劃分為以下兩組基本技術之一：局域網(LAN)技術，可在相對較近的距離內(通常在同一個建筑物內)將許多設備連接在一起。圖書館中用來顯示圖書信息的終端計算機便可連接到局域網上。廣域網(WAN)技術，可將相距幾十公里的設備連接在一起，但能夠連接的設備數量較少。例如，如果兩個位于城市兩端的圖書館希望共享圖書目錄信息，那么便可以使用廣域網技術進行連接，這可能需要從當地電話公司租用一條專線來專門傳輸它們的數據。

　　與廣域網相比，局域網的速度更快，也更為可靠，但是技術的不斷發展已經使它們之間的界限變得越來越模糊。借助光纖，可使用局域網技術連接相距數十公里遠的設備，同時還能極大地提升廣域網的速度和可靠性。

　　以太網

　　1973年，施樂(Xerox)公司Palo Alto研究中心(通常稱作PARC)的研究人員Bob Metcalfe設計并測試了第一個以太網網絡。當時，這個網絡將施樂的“Alto”計算機連接到一臺打印機，Metcalfe開發了用于連接以太網上設備的電纜連接物理方法，以及用于控制電纜上數據傳輸的標準。現在，以太網已經成為了世界上最流行和應用最廣泛的網絡技術。以太網涉及的許多問題也是其他許多網絡技術所要解決的問題，了解以太網解決這些問題的方法可以從整體上幫助你改善對網絡的理解。

　　隨著計算機網絡的日益成熟，以太網標準也在不斷發展出一些新的技術，但是目前所有以太網網絡的運行機制仍然來源于Metcalfe的原始設計。在原始的以太網中，網絡上的所有設備共享單根電纜進行通訊。設備連接到該電纜，便能夠與其他連接的設備通信。這樣，可以在不對網絡上現有設備進行任何修改的情況下擴展網絡以接納新設備。

　　以太網基本知識

　　以太網是一種局域網技術，網絡一般分布在一座大樓中，所連接的設備通常距離較近。以太網設備之間的電纜最多長幾百米，因此它不適用于連接地理位置分散的多個地點。但現代技術的進步極大提升了以太網的連接距離，今天人們已能夠建立相距數十公里遠的以太網網絡。

　　協議

　　對于網絡連接而言，協議這一術語指的是用于控制通信的一組規則。協議對于計算機的意義就如同語言對于人類的意義。由于本文使用中文撰寫，要理解文章的內容你必須能夠讀懂中文。類似地，網絡上的兩臺設備要想成功通信，必須都理解相同的協議。

　　以太網術語

　　以太網遵循一組控制其基本操作的簡單規則。為了更好地理解這些規則，了解基本的以太網術語十分重要。

　　介質——以太網設備連接到一個公共介質上，該介質為電氣信號的傳輸提供了一條路徑。歷史上一直使用同軸銅電纜作為傳輸介質，但是目前雙絞線或光纖更為多見。

　　網段——我們將單個共享介質稱作一個以太網段。

　　節點——連接到網段的設備稱作站點或節點。

　　幀——節點使用稱作幀的簡短消息進行通信，幀是大小不固定的信息塊。

　　幀類似于人類語言中的句子。在中文里，我們構造句子時會有一些規則，例如每個句子必須包含主語和謂語。以太網協議也規定了用于構造幀的一組規則。對于幀的最大和最小長度有明確規定，而且幀中必須包含一組必需的信息段。例如，每個幀必須包括目標地址和源地址，它們分別指出了消息的接收方和發送方。通過地址可標識唯一的節點，就像通過姓名可找出某個人一樣。任何兩個以太網設備都不應具有相同的地址。

　　由于以太網介質上的信號能夠到達所有連接的節點，因此目標地址對識別幀的目標接收方來說至關重要。

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　　例如，在上圖中，如果計算機B向打印機C發送數據，計算機A和D也可以接收和查看幀。但是，在站點收到幀后，它會首先檢查幀的目標地址，看看該幀是否是發送給自己的。如果不是，站點會丟棄該幀，而不會查看其內容。

　　以太網地址的一件有趣的事情是它存在廣播地址。如果幀的目標地址為廣播地址(簡稱為一個廣播)，則說明它是發送給網絡上所有節點的，于是每一個節點都會接收和處理這種類型的幀。

　　以太網中的CSMA/CD是什么意思?

　　“CSMA/CD”的意思是帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問，它描述了以太網協議控制節點間通信的方法。這個詞看起來有些復雜，但如果我們將它分解幾個小概念，便會發現它描述的規則十分類似于人們在進行彬彬有禮的談話時所使用的規則。為了有助于描述以太網的操作，我們使用飯桌上的對話作為類比。

　　我們將以太網段表示為飯桌，讓幾個代表節點的人坐在飯桌旁邊很有禮貌地進行談話。多路訪問這個術語涵蓋了我們上面討論的內容：在一個以太網站點傳輸數據時，介質上的所有站點都會聽到該傳輸行為，就像飯桌上一個人在講話時，所有人都能夠聽到他(她)的講話一樣。

　　現在，假設你也坐在桌旁而且有話想說。但是，當時我正在講話。由于這是一次很有禮貌的談話，因此你不應立即開口講話并打斷別人，而是等到我講完后再開口。剛才描述的情況在以太網協議中稱為載波偵聽。在站點開始傳輸數據之前，它會“偵聽”介質來確定其他站點是否正在進行傳輸。如果介質上很安靜，站點便認為現在是一個適于傳輸數據的時間。