以太网网络5（以太网官方网站）

来源：网络技术联盟站 

以太网是20世纪70年代初由美国计算机科学家鲍勃·梅特卡夫（Bob Metcalfe）和戴维·波戈斯（David Boggs）在施乐帕罗奥多研究中心（Xerox PARC）发明的。他们在研究中心进行的工作最终演变成了以太网的原型，成为现代计算机网络的基础之一。

以太网最初是一种局域网（LAN）技术，旨在连接计算机和共享打印机等资源。其设计的初衷是在局域网内提供高速、可靠的数据传输，以促进资源共享和合作工作。

与罗马帝国的历史不同，以太网的发展并非经历了明显的衰落期。相反，它在不断演进和适应新技术的同时，成为全球计算机网络的重要组成部分。以太网的发明标志着计算机网络的新时代的开始，为后来互联网的崛起奠定了基础。

电缆发展

在以太网早期的发展阶段，施乐公司的鲍勃·梅特卡夫于1973年开发了第一条以太网电缆。这种同轴电缆以每秒10兆比特（Mbps）的传输速度传输一个信号。然而，它的直径较大，缺乏灵活性。

1985年，IEEE发布了第一个以太网标准，即IEEE 802.3标准。该标准定义了以太网的基本工作原理，包括帧结构、媒体访问控制方法（如CSMA/CD协议）等。这使得不同厂商的设备能够在同一个网络上进行互操作。

CSMA/CD协议

1985年，电气和电子工程师协会（IEEE）发布了带冲突检测的载波侦听多路访问（CSMA/CD）协议的802.3标准。这个协议要求设备在传输新数据包之前检查线路是否正在使用。CSMA/CD协议有助于处理数据包冲突，允许设备在检测到冲突时进行重新传输。

TCP/IP协议

在802.3 CSMA/CD协议发布之前，来自国防部高级研究计划局（ARPA）的科学家们开始研究跨无线电网络的数据包交换，并在20世纪70年代创建了传输控制协议/互联网协议（TCP/IP）。TCP/IP成为开放系统互连（OSI）模型传输层和网络层的协议，与以太网技术共同构建了计算机网络的基础。

IEEE标准的制定

当IEEE于1973年制定实验标准时，它为以太网的发展奠定了基础。通过发布多项标准，特别是1985年发布的第一个802.3标准（CSMA/CD协议），IEEE正式确立了以太网作为一种局域网（LAN）技术的地位。

IEEE一直维持工作组来支持以太网的发展。他们的持续工作使得以太网能够适应不断变化的需求，并在技术发展中保持领先地位。

多项标准的发布

从1985年以来，IEEE已经发布了50多项标准，包括不断提高的传输速度和其他性能方面的标准。这有助于确保以太网技术的不断创新，并满足不断增长的数据传输需求。

IEEE致力于确保新标准的向后兼容性，使公司能够投资于技术而不必担心立即过时。这种稳定性和兼容性有助于组织更容易采用和整合新的以太网技术。

IEEE 以太网标准

• 10BASE-5 和 10BASE-2： 最早的以太网标准，使用同轴电缆作为传输介质，分别为粗同轴电缆（10BASE-5）和细同轴电缆（10BASE-2）。

• 10BASE-T： 引入了使用双绞线的标准，提高了灵活性和部署便捷性。

• 快速以太网 (IEEE 802.3u)： 将以太网速度提高到100 Mbps，满足了更高带宽需求。

• 千兆位以太网 (IEEE 802.3ab)： 推出了1 Gbps以太网，支持视频流和云计算等新应用。

• 10 Gigabit 以太网 (IEEE 802.3ae)： 实现了10 Gbps的以太网，对虚拟化和高性能计算等应用产生了深远影响。

• 10GBASE-T (IEEE 802.3an)： 引入了通过双绞线铜缆实现的10 Gbps以太网，提高了可用性和成本效益。

• 2.5GBASE-T 和 5GBASE-T (IEEE 802.3bz)： 提供了介于1 Gbps和10 Gbps之间的中间速度选项，适应了新兴应用的需求。

• 40 Gigabit 和 100 Gigabit 以太网 (IEEE 802.3ba)： 打破了10倍速度的以太网里程碑，为高性能数据中心提供了支持。

• 200 Gigabit 和 400 Gigabit 以太网 (IEEE 802.3bs)： 将以太网速度扩展到最高标准化速度，适应了极高带宽需求。

• 以太网供电 (IEEE 802.3af)： 引入了通过以太网电缆供电的技术，为许多设备提供了方便的供电方案。

• 汽车以太网 (IEEE 802.3bp 和 IEEE 802.3bw)： 针对汽车应用的以太网标准，优化了链路速度以满足汽车系统的需求。

• 10 Mbps 单对以太网 (IEEE 802.3cg)： 面向工业和楼宇自动化的专用以太网，为特定操作技术应用提供了优化。

以太网的优势

• 低信号噪声： 以太网不需要模拟线路的线路调节，因此具有较低的信号噪声，提高了数据传输的可靠性。

• 可靠的数据传输： 由于以太网受到的干扰较少，数据传输更加一致，提供了高度可靠性。

• 成本低： 铺设电缆以及安装交换机和路由器的成本相对较低，这使得以太网比起电信解决方案更为经济实惠。

• 更快的传输速度： 使用双绞线电缆可以实现更快的数据传输速度，并且由于干扰较少，整体性能更好。

以太网联盟

实际上，以太网联盟（Ethernet Alliance）并不是IEEE的营销部门，而是一个独立的行业组织，致力于推动以太网技术的发展和应用。以太网联盟成立于2005年，是一个非盈利性组织，由各种公司和组织组成，包括芯片厂商、设备制造商、系统集成商、服务提供商等。

其主要目标是促进以太网技术的创新、发展和采用，并在行业内推动标准化和互操作性。以太网联盟通过组织各种活动、推动标准制定、进行技术推广和教育等方式，致力于推进以太网技术在不同应用领域的应用。

通过与IEEE等标准组织合作，推动以太网技术标准的制定和更新，以确保技术的发展和互操作性。

组织各种活动，如研讨会、培训课程和展会，向行业内的成员和最终用户介绍最新的以太网技术和发展。

进行以太网设备的互操作性测试，以确保不同厂商的设备可以无缝地协同工作。

在全球范围内推动以太网技术的市场应用，促进采用以太网的发展。

未来以太网技术发展

更高的数据传输速度

研究800 Gbps以上的高速数据阈值： IEEE成立了研究小组，致力于研究800 Gbps以上的高速数据传输，以满足未来对更高带宽的需求。这种趋势将推动未来以太网标准的发展，为超高速数据传输提供支持。

400 Gbps标准： IEEE的400 Gbps标准预计于2024年发布，为更高层次的数据传输提供基础。

可持续性和环保

以太网供电（PoE）： 随着对可持续性和环保的日益关注，以太网供电（PoE）成为重要的发展途径。PoE技术使得数据和电力通过同一根网线传输，为设备提供电力，降低了电力线路的复杂性和能源浪费。这种技术对于智能建筑、物联网设备等领域具有重要意义。

更长距离的传输

• 对更长距离更快传输速度的需求： 随着对更长距离传输和更快传输速度的需求不断增长，未来的以太网技术将致力于解决这一挑战。这可能涉及到改进的信号处理技术、更高级别的光纤技术以及更强大的网络设备。

物联网和边缘计算

物联网需求： 随着物联网的快速发展，对于连接大量设备和传感器的需求将推动以太网技术在物联网中的应用。这可能涉及到更灵活、更适应性强的网络架构。

边缘计算： 随着边缘计算的兴起，对于在边缘设备之间进行快速、低延迟通信的需求将推动以太网技术在边缘计算场景的应用。

未来以太网技术的发展将继续受到不断变化的市场需求和技术挑战的驱动。这些趋势将使得以太网继续适应新兴应用和技术要求，保持其在网络领域的关键地位。