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Published on 2026-01-19 / 2 Visits
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以太网的前世今生 ——从一根同轴电缆,到统治整个世界的网络技术

【通信知识】什么是以太网(Ethernet)?看完就明白了-bilibili(B站)无水印视频解析——YIUIOS易柚斯
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如果你每天都在用网络,却从未认真想过“以太网是什么”,
那你并不是个例,而是绝大多数人。

今天的互联网、数据中心、云计算、AI 集群、手机、Wi-Fi、服务器——
底层几乎都离不开一个名字:以太网(Ethernet)。

但它并不是一开始就“注定成功”。


一、什么是以太网?

以太网(Ethernet),是一种局域网通信技术标准,规定了:

  • 设备如何接入网络

  • 数据如何封装成帧

  • 数据如何在链路上发送与接收

  • 多台设备如何共享同一网络介质

它由 IEEE 标准化,最核心的标准是 IEEE 802.3

一句人话版定义:

以太网,是一种让“很多设备可以公平、高效地共享一张网线”的通信规则。


二、以太网是“和什么网”比较出来的?

以太网不是凭空诞生的王者,它是在与其他网络技术的竞争中胜出的。

以太网真正的“对手”是谁?

技术

曾经的定位

结局

Token Ring(令牌环)

企业局域网

被淘汰

FDDI

高速骨干网

被淘汰

ATM

统一承载网络

被淘汰

Frame Relay

广域网

被淘汰

以太网

局域网

统一世界

所以,以太网不是“唯一方案”,而是“最后的幸存者”


三、以太网的“前世”:一开始其实很粗糙

1️⃣ 诞生背景(1970s)

以太网诞生于 Xerox PARC 实验室,最初目标非常简单:

让多台计算机,共用一条通信线路。

当时的形态是:

  • 同轴电缆

  • 所有设备挂在一根“总线”上

  • 谁都可以发,但容易冲突


2️⃣ 早期核心机制:CSMA/CD

这是早期以太网的灵魂:

  • CS:先听有没有人在说话

  • MA:多设备共享介质

  • CD:一旦冲突,立刻停止并重发

本质是:

“大家都很自觉,但偶尔撞车”

这套机制在低速、有线、共享介质时代是合理的。


四、为什么以太网能打败所有对手?

答案不在“技术更高级”,而在 设计哲学


1️⃣ 对比 Token Ring:

简单 vs 精致

  • Token Ring:

    • 必须拿到“令牌”才能发

    • 设计优雅,但复杂

  • 以太网:

    • 能发就发

    • 冲突了再说

结果

现实世界,简单的东西更容易规模化。


2️⃣ 对比 ATM:

通用 vs 统一幻想

ATM 试图统一:

  • 语音

  • 视频

  • 数据

但代价是:

  • 固定信元

  • 复杂 QoS

  • 高成本

以太网的态度是:

“我先把数据跑好,其他再说。”


3️⃣ 以太网真正的杀手锏:

不断进化,但不推翻自己

  • 10 Mbps

  • 100 Mbps

  • 1 G

  • 10 G

  • 25 / 40 / 100 / 400 G

接口在变,规则在延续


五、以太网的“今生”:早就不是你想的那样

很多人脑海里的以太网是:

“插网线,上网”

但现实中的以太网,已经发生了三次“质变”。


① 从共享 → 交换(Switching)

  • 现代以太网:

    • 每个端口独占带宽

    • 不再有 CSMA/CD

  • 交换机让冲突物理消失

这是以太网第一次重生


② 从“尽力而为” → 可控传输

通过一系列增强:

  • VLAN

  • QoS

  • LACP

  • VXLAN

  • SRv6(承载)

以太网学会了“分级服务”


③ 从 LAN → 数据中心 → 存储与 AI

今天的以太网正在承载:

  • 虚拟化

  • 云计算

  • 存储(iSCSI / FCoE / NVMe-TCP)

  • AI 集群(RoCE)

这是以太网最激进的一次扩张


六、以太网有哪些核心特点?

✅ 1. 简单

  • 帧结构简单

  • 协议透明

  • 易于实现


✅ 2. 可扩展

  • 从 10 Mbps 到 400 Gbps

  • 从家庭到超大规模数据中心


✅ 3. 成本优势

  • 芯片规模化

  • 设备高度通用

  • 生态极其成熟


⚠️ 4. 原生不“无损”

  • 以太网天生允许丢包

  • 需要 DCB / RoCE 等增强

📌 这也是它和 FC、IB 的本质区别之一。


七、以太网是如何“辨别”的?

1️⃣ 从物理层看

  • 网线:

    • 双绞线(RJ45)

    • 光纤(SFP / QSFP)

  • 速率标识:

    • 1G / 10G / 25G / 100G


2️⃣ 从协议层看

  • MAC 地址

  • Ethernet Frame

  • Ethertype(0x0800 / 0x86DD 等)


3️⃣ 从网络行为看

  • 广播存在

  • ARP / ND

  • VLAN Tag

看到 MAC,就几乎可以确认是以太网世界。


八、以太网 vs 其他“网”

网络

核心特征

定位

以太网

通用、可扩展

一切的底座

FC

无损、稳定

存储专用

InfiniBand

极低延迟

HPC / AI

Wi-Fi

无线以太网

接入层

一个重要事实:

Wi-Fi 的上层协议,本质仍然在“模拟以太网”。


九、为什么说:理解以太网,就是理解现代 IT?

因为今天的技术演进,本质上是:

  • 云计算 = 规模化以太网

  • 数据中心 = 高速以太网

  • 存储网络 = 以太网 + 约束

  • AI 网络 = 以太网 + RDMA

以太网不是被替代,而是在不断“吸收对手的能力”。


十、写在最后

以太网之所以伟大,不是因为它一开始就完美,
而是因为它始终选择了:
——简单、开放、可演进。

当一项技术:

  • 足够便宜

  • 足够开放

  • 足够“将就但能用”

它最终就会赢。

而以太网,赢了整整 40 多年。



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