什么是以太网

 以太网是由IEEE定义的局域网技术，也是目前应用最普遍的技术，早期的令牌环网，FDDI等局域网技术都被它取代了，以太网主要分为两类，共享型以太网和交换型以太网。共享式以太网主要采用总线型的拓扑结构，如图，提供10M转发速率，HUB设备就是采用这种总线型的架构，在快速以太网出来之后，为了减少冲突，提高转发速率，开始采用交换机进行组网，拓扑也变成了星型架构，如右图，所以10M以后的以太网标准都是采用新型的拓扑架构。接下来分别看一下两种以太网的工作原理。

共享工以太网

也是是Hub设备的工作原理， 对于Hub设备来说，它从任何端口收到的数据都会泛洪出去，如图，主机不管它发送的是一个单播帧还是广播帧，它都会除原端口以外的所有端口进行广播，发送给主机2，主机3，主机4，那么这个就是Hub的一个工作原理，Hub设备是一种总线型的架构，也就是说相当于内部只有一个出口，它的内部如图，就中间只有一根总线一个出口，一旦两个端口同时发包，由于只有一根线，这个时候就会产生冲突，所以为了避免冲突，提出了CSMA/CD的概念，

共享式以太网工作原理-CSMA/CD

它的工作原理就是在发包之前先会对链路进行侦听， 看是否空闲，如果是空闲的才会发送数据，这样的话，就可以避免冲突，但是这个时候也有一个问题，假设两个用户都检测到链路空闲时发包，那么该检测机制会时刻去监测，边发送边监测，只发发生冲突立刻停止发送，而且等等一个随机的时延，只有等随机时延过了之后，再继续检测链路空闲情况再发包。

交换式以太网

交换式以太网主要利用交换机进行组网，图中说的网桥，其实是差不多的概念，交换机就是一个多端口的网桥，对于交换机而言，它所有的端口是可以在同一时刻发送数据的，不会有任何干扰，那么它的工作机制可以用两句话来说明，基于源MAC地址进行学习，基于目的MAC地址进行转发，那么这个是什么样的一个概念，首先看一个MAC地址表，MAC地址表记录的是什么内容，主要记录的就是MAC地址和端口的对应关系，如图，MAC A 把在的端口是端口1，MAC B把在的端口也是在端口1，MAC C 和MAC D 它是在端口2下，这个就是MAC地址表。

交换机主要通过学习源MAC地址建立这样的一个MAC地址表项，再发包的时候就会通过查表，向对应的端口进行转发。交换机MAC地址学习的一个过程。

交换机以太网-基于源地址学习

如图主机A和主机B, 通过共享型的网络连接到交换机的端口1，而主机C和主机D通过共享型的网络连接到端口2。假设主机A想要跟主机D进行通信，但是一开始的话，主机A是不知道主机D的MAC地址的，主机A会发起一个ARP广播去询问主机D的MAC地址，它发包的时候我们可以看一下它的源MAC地址，主机A发包的时候，源MAC就是MAC A,目的MAC就是一个全F的广播帧，当这样的一个报文到达交换机之后，它就会MAC A的地址记录下来，同是也会把它所在的端口给记录下来，那么这个过程就叫做基于源MAC地址进行学习。

交换式以太网-基于目的地址转发

只要目的MAC地址，在地址表中，就可以直接按照MAC表进行转发，如图交换机收到一个MAC为D的报文就会去查MAC地址表，看一下MAC地址有没有在我的MAC地址表中，结果发现MAC确实在我的表项里面，而且它对应的用户的端口是端口2，所以交换机直接把这个报文转发到端口2下面去。

共享式以太网VS交换式以太网

首先是拓扑结构，共享式以太网，它的拓扑结构可以是总线型，也可以是星型，而交换式以太网综的拓扑结构是星型的工作模式，共享型的以太网，它是半双工模式，交换式的以太网是全双工模式，全双又工模式的话就意味着所有端口它其实是可以双向进行通信的，可以在同一时刻发送数据，另外工作在共享式以太网的设备，一般就是集线器和中继器，工作在交换式以太网的设备是网桥，那么Hub和中继器是工作在物理层的，网桥还有交换机是工作在数据链路层，那么涉及到技术，就是在共享型以太网中，为了避免冲突，提出了CSMA/CD的一个概念，那么这个就是共享式以太网和交换式以太网的区别。