1。2 以太网的发展                                                   

20 世纪 90 年代，随着 IEEE 制定的标准逐步完善以及以太网技术的快速发 展，千兆以太网技术开始进入应用，并且逐渐成为主流。千兆以太网技术传承于 以前的百兆以太网技术并且可以完全兼容以前的百兆以太网技术，千兆以太网也 继承了早期的以太网协议，如流量控制策略和 CSMA/CD 协议，帧的编码以及解 码格式，同时又有了很多新特性，比如载波扩展和分组突发技术。 

自以太网诞生以来，大致上经历了几个阶段的发展[3]。第一阶段是由美国国 防部创建的 ARPANET 网络为雏形向以太网发展：20 世纪 70 年代，美国国防部 计划管理局（ARPA-Advanced Research Projects Agency）为了将美国的主要军 事研究实验室以及电脑主机连接起来，开始着手建立 ARPANET 网络，所有与 ARPANET 连接的主机都直接与离它最近的交换机相连。 

1985 年，是互联网经历的第二阶段，在此阶段建成了三级结构的互联网。 美国科学家基金会（National Science Foundation）以几个大型计算机为中心建成 了一个三级的由上而下的小型网络，分别为主干网，地区网和校园网[4]。这种网 络架构在美国主要的大学和研究所都得到了广泛使用，逐渐成为互联网的主要组 成部分。 

第三阶段，互联网随之形成了多层次的因特网服务提供商（ISP）结构拓扑。 1993 年之后，商用的互联网主干网络逐渐取代美国国家赞助的 NSFNET 网络， 互联网的运营权也不再在美国政府手中。因特网提供商从因特网管理机构申请到 多种 IP 地址以及一些网络设备，然后再将这些服务出租给个人或者企业，因特 网服务提供商的出现彻底改变了互联网的格局。 

目前我国的互联网技术正在蓬勃发展。我国最早意识到互联网的重要性并开 始实验性组织建设互联网的部门是铁道部，早在 20 世纪 90 年代，铁道部就着手 实施将全国各个地方的电脑主机互联的计划，并建成了我国第一个互联网网络 CNPAC。然后，银行、服务业、军队也意识到了互联网对数据的共享和传输方 面会起着巨大的作用，也都开始建立各自的专用计算机网络。起初我国的各种表 格网络都是局域网，这种局域网造价便宜，便于管理和维护，大大促进了局域网 的发展。1994 年，我国开启了与国际互联网接轨的大门，当时连接的网速约为 64kb/s。 

以太网是 TCP/IP 使用最普遍的物理网络，是网络用户接入 Internet 最常见 的实现方式。以太网因为其传输速率高，传输可靠性高等优点成为现代互联网的 主流网络技术。 

1。2。1 以太网 MAC

MAC  层协议定义了数据帧在介质中的传输方式。在数据的发送端会执行 CSMA/CD（载波侦听多路访问）分布式算法，检测信道是否是共用，当信道为 共用时，MAC 会仲裁谁将首先使用信道。 

MAC 工作层有两种工作模式，分别为全双工工作模式与半双工工作模式。 传统的模式为半双工模式，而现在的以太网几乎全部使用全双工模式[6]。半双工 模式下，网络上的主机发送数据时首先进行载波侦听，检测信道是否被占用，若 没有被占用则发送该数据，若被占用则推迟发送时间进行等待，过一段时间再进 行检测直达信道为空闲为止。由于在网络中同时会有多个主机同时发送数据，结 果会互相产生干扰，这被称为“冲突”。为了满足检测的需求，规定一个典型帧 的长度不小于一个时隙长度，若接收端接收到的数据帧小于一个时隙的长度，接 收端就会丢弃该帧。在网络连接距离很长的时候可以把最小帧定义的时间变得很 长，但这也会造成弊端，若发送方的数据帧长度小于最小帧的长度，则需要进行 数据帧扩充以满足该长度要求，但填充过多则会造成传输效率的下降。