以太网是现代局域网中最常用的网络技术之一,它是在20世纪70年代末至80年代初开发出来的。以太网使用同轴电缆、双绞线或光纤等传输介质,通过容错、自适应、互联性和优化性等特点,在计算机之间传输数据。
以太网是一种广播式的局域网架构,每一台参与网络的设备都可以在网络上广播信息,然后通过MAC地址和网络协议定位其他设备进行通信。
通常情况下,以太网采用的是CSMA/CD协议进行通信。CSMA/CD是一种带冲突检测的载波侦听多点接入协议,其基本思想是在网络发送信息之前进行一定的侦听,如果检测到正在发送信息的设备,则等待其数据发送完毕后再进行发送。如果在发送过程中发现冲突,CSMA/CD会立即停止发送数据并进行重传,保证数据的正常传输。
CSMA/CD操作的前提条件是发送数据前必须进行侦听,所以通信的速度受到了一定的限制,因为一组数据不能超过最小帧长度(64字节)。
以太网通信的流程主要包括三个步骤:
第一步:发送方向媒介发送数据包,同时使用CRC校验码以确保数据的完整性。
第二步:接收方接收到数据包,检查CRC校验码,如果数据完整,则向发送方发送一个ACK帧,表示数据已经成功接收。如果数据有误,则向发送方发送一个NAK帧,表示数据传输失败。
第三步:发送方在收到ACK或NAK之后,根据情况进行重传或停止发送。
以太网共有两种工作模式:半双工和全双工。
半双工模式下,通信的设备不能同时发送和接收数据。当一台设备在发送数据时,其他设备必须等待发送方发送完成以后才能发送。而在全双工模式下,设备可以同时发送和接收数据,通信速度更快更高效。
因此,在需要高速数据传输的场合,一般会采用全双工模式,而在对通信速度要求不高的场合,可以采用半双工模式。