以太网的基本知识
以太网的基本知识
以太网是现代计算机网络中最基础也是最重要的通信技术之一。从最初的简单结构发展到今天的复杂网络，以太网的核心原理始终保持不变。本文将带你了解以太网的基本知识，包括其工作原理、发展历程以及在无线局域网中的应用。
以太网是一种为多台计算机能够彼此自由和廉价地相互通信而设计的通信技术，它的原型如图2.22（a）所示。
从图上不难看出，这种网络的本质其实就是一根网线。图上还有一种叫作收发器的小设备，它的功能只是将不同网线之间的信号连接起来而已。因此，当一台计算机发送信号时，信号就会通过网线流过整个网络，最终到达所有的设备。
这就好像所有人待在一个大房间里，任何一个人说话，所有人都能够听到，同样地，这种网络中任何一台设备发送的信号所有设备都能接收到。不过，我们无法判断一个信号到底是发给谁的，因此需要在信号的开头加上接收者的信息，也就是地址。
这样一来就能够判断信号的接收者了，与接收者地址匹配的设备就接收这个包，其他的设备则丢弃这个包，这样我们的包就送到指定的目的地了。
通过MAC头部中的接收方MAC地址，就能够知道包是发给谁的；而通过发送方MAC地址，就能够知道包是谁发出的；此外，通过以太类型就可以判断包里面装了什么类型的内容。以太网其实就这么简单。
这个原型后来变成了图2.22（b）中的结构。这个结构是将主干网线替换成了一个中继式集线器，将收发器网线替换成了双绞线C。不过，虽然网络的结构有所变化，但信号会发送给所有设备这一基本性质并没有改变。
后来，图2.22（c）这样的使用交换式集线器的结构普及开来，我们现在说的以太网指的都是这样的结构。这个结构看上去和（b）很像，但其实里面有一个重要的变化，即信号会发送给所有设备这一性质变了，现在信号只会流到根据MAC地址指定的设备，而不会到达其他设备了。当然，根据MAC地址来传输包这一点并没有变，因此MAC头部的设计也得以保留。
尽管以太网经历了数次变迁，但其基本的3个性质至今仍未改变，即将包发送到MAC头部的接收方MAC地址代表的目的地，用发送方MAC地址识别发送方，用以太类型识别包的内容。因此，大家可以认为具备这3个性质的网络就是以太网。
这些性质也适用于无线局域网。也就是说，将包发送到MAC头部的接收方MAC地址所代表的目的地，用发送方MAC地址识别发送方，在这些方面无线局域网和以太网是一样的。无线局域网没有以太类型，但有一个具备同样功能的参数，可以认为它就是以太类型。因此，我们可以用无线局域网来代替以太网。
这些性质也适用于无线局域网。也就是说，将包发送到MAC头部的接收方MAC地址所代表的目的地，用发送方MAC地址识别发送方，在这些方面无线局域网和以太网是一样的。
以太网中的各种设备也是基于以太网规格来工作的，因此下面的内容不仅适用于客户端计算机，同样也适用于服务器、路由器等各种设备。（路由器等网络设备的网卡是集成在设备内部的，其电路的设计也有所不同，尽管结构有差异，但功能和行为是没有区别的）