你们知道,以太网最初开发时是什么样子的吗?

admin 2026-01-14 23:32:18 网络安全文章 来源:ZONE.CI 全球网 0 阅读模式

文章总结: 文章回顾以太网起源,指出早期基于同轴电缆共享介质,依靠CSMA/CD机制解决冲突。介绍了3Mbps原型及10BASE5黄粗线标准,描述了吸血鬼夹接入方式。早期技术虽布线维护困难,但确立了局域网基础。随着交换机普及,冲突域消除,以太网进入全双工高速演进期,奠定了现代网络基础。 综合评分: 65 文章分类: 网络安全,技术标准


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你们知道,以太网最初开发时是什么样子的吗?

原创

wljslmz瑞哥

网络技术联盟站

2026年1月14日 09:02 江苏

公众号:网络技术联盟站

如果你今天随便插一根网线,灯一亮就能上网,很容易觉得这是理所当然的事。但如果把时间拨回到以太网刚诞生的年代,你会发现——那时候的网络,更像是一门“手工活”,而且还带着一点点实验室气息。

那么你知道,以太网在最初被开发出来时,长什么样?是怎么工作的?

以太网最早是“共享的”,不是一人一根线

现在我们用的以太网,大多是全双工、点到点的:

一台设备,一根线,连到交换机,彼此互不干扰。

最初的以太网,完全不是这样

罗伯特·梅特卡夫:以太网发明人

早期以太网是一个典型的:

  • 共享介质(Shared Medium)
  • 半双工(Half Duplex)
  • 所有设备“挤”在一根线上

可以把它理解成:

一根同轴电缆,所有计算机都“挂”在这根线上。

谁想说话,就先听一听线路上有没有别人正在说话。

CSMA/CD,那个时代的“规则意识”

为了让多台设备共用一根线,以太网设计了一套当时非常聪明、但现在已经“退休”的机制:

CSMA/CD

拆开看其实不复杂:

  • CS(Carrier Sense): 先听一听线路上有没有信号
  • MA(Multiple Access): 多个设备都可以访问这根线
  • CD(Collision Detection): 如果同时说话,能发现“撞车”

以太网络的原始草图

冲突是怎么回事?

哪怕你先听了一下线路是空的,也可能出现这种情况:

  • 你和另一台机器几乎同时开始发送
  • 信号在电缆里传播是有延迟的
  • 结果就是——冲突(Collision)

冲突发生后怎么办?

规则很“硬核”:

  • 所有检测到冲突的设备
  • 会向线路发送一段**“干扰信号(Jamming)”**
  • 确保任何设备都收不到一个“不完整的包”
  • 然后大家随机等待一段时间,再重新发送

这套机制,直接影响了:

  • 最大线缆长度
  • 最小数据帧长度

因为你必须保证:

冲突发生时,发送方还没“说完”,能听到冲突。

最早的以太网:3 Mbps,同轴电缆

以太网诞生于 Xerox PARC(施乐研究中心)

它最早的参数是:

  • 速率:约 3 Mbps(准确说是 2.94 Mbps)
  • 介质:75 欧姆的 RG-11 同轴电缆
  • 连接方式:金属“吸血鬼夹”(Vampire Tap)

是的,名字听起来就不太友好。

什么是“吸血鬼夹”?

简单说就是:

  • 不用剪断电缆
  • 用专用工具直接钻穿电缆外皮
  • 接触到中间的导体
  • 把收发器“咬”在电缆上

如果你钻歪了——

轻则网络抖动,重则整条线都废了。

真正商用的版本:10 Mbps 的“黄粗线”

后来,第一代大规模商用的以太网出现了,也就是大家常说的:

10BASE5

它有几个非常鲜明的特点:

  • 速率:10 Mbps
  • 最大长度:500 米
  • 线缆颜色:亮黄色
  • 阻抗:50 欧姆(RG-8/U)

亮黄色 50 欧姆电缆

这根线在工程师圈里有个外号:

“黄粗线”

0Base5 以太网收发器、电缆和橙色电缆分接工具

为什么非要是黄色?

据说是一个非常工程化、甚至有点血泪的原因:

早期有人把“吸血鬼夹”打在了别的黑色电缆上

直接把非网络系统搞瘫了

于是:

干脆用一根谁都不会认错的黄色线。

黄色线

一根线,全网共用

10BASE5 的典型部署方式是这样的:

  • 一整根 500 米的同轴电缆
  • 像蛇一样在机房、吊顶、走廊里绕
  • 线上有黑色标记点
  • 标记点之间的距离是精确计算过的
  • 只能在这些位置接收发器

这根线:

  • 两端必须终端电阻
  • 中间任何一点出问题 👉 整段网络一起陪葬

加一台设备,为什么这么痛苦?

在早期,有两种接入方式。

方式一:切线 + 接头(很稳定,但很痛)

工程师要做的事情包括:

  1. 把整根线剪断
  2. 装 N 型接头
  3. 拧上收发器
  4. 恢复整条链路

问题是:

  • 必须 全网断线
  • 操作时间长
  • 谁都不开心

方式二:吸血鬼夹(更流行)

后来大家还是回到了“吸血鬼夹”:

  • 不用剪断线缆
  • 用专用夹具精准打孔
  • 把收发器固定上去

优点很明显:

  • 不用大范围停网
  • 灵活

代价也很明显:

  • 工程质量高度依赖手艺
  • 新手非常容易“翻车”

AUI:网卡和收发器是分开的

还有一个很有年代感的设计:

网卡 ≠ 收发器

收发器

主机上只有一个:

  • AUI 接口(Attachment Unit Interface)
  • 一根粗而硬的 AUI 电缆
  • 连接到外部收发器

特点是:

  • AUI 电缆是被动的
  • 收发器的电源来自主机
  • 网卡本身并不直接“接触”网络介质

和现在“网卡上直接插网线”相比,结构明显复杂得多。

回头看:它真的很原始吗?

从今天的角度看,早期以太网确实:

  • 布线复杂
  • 容错性差
  • 扩展极其痛苦

但放在当年,它有几个划时代的意义:

  • 真正实现了局域网高速通信
  • 完全分布式,没有中心控制
  • 成本相对可控
  • 协议设计极其优雅

CSMA/CD 的思想,直到今天依然写在教科书里。

为什么现在再也看不到“黄粗线”了?

原因其实很简单:

  • 冲突域限制性能
  • 共享介质难以扩展
  • 布线和维护成本高
  • 交换式以太网 + 双绞线 完胜

当交换机出现、全双工普及之后:

  • 冲突消失了
  • CSMA/CD 也正式“退役”
  • 以太网才真正进入高速进化期

今天的以太网,已经从:

  • 3 Mbps
  • 10 Mbps
  • 100 Mbps
  • 1 G
  • 10 G
  • 100 G

一路狂奔。

但它的起点,却是一根粗得像水管的黄色同轴电缆,一群工程师拿着工具,小心翼翼地在上面“打孔”。

了解这些历史,不是为了怀旧,而是为了明白:

我们现在用得如此顺手的网络,是一代又一代工程师,用无数次试错换来的。

如果哪天你在机房看到一根又粗又黄的老线,别急着嫌弃——

那可能就是以太网的“祖宗级设备”。

附:以太网历史时间点

| 年份 | 事件 | | — | — | | 1974 | 施乐PARC完成开发第一条以太网电缆,由罗伯特·梅特卡夫(Robert Metcalfe)率先提出并领导开发。 | | 1975 | 施乐为以太网提交专利申请,发明人列出罗伯特·梅特卡夫及其同事大卫·博格斯(David Boggs)、查克·萨克(Chuck Thacker)和巴特勒·兰普森(Butler Lampson)。 | | 1976 | 第一个以太网系统在内部私有部署,随后系统升级最终实现10 Mbit/s以太网,这是后来面向公众市场的第一款以太网电缆。 | | 1976 | 梅特卡夫与博格斯发表论文《Ethernet: Distributed Packet-Switching for Local Computer Networks》。 | | 1979 | 梅特卡夫离开施乐,创立3Com公司。随后说服施乐、DEC和英特尔合作,共同推广以太网作为行业标准,在此过程中施乐放弃了对“Ethernet”商标的专有权。 | | 1980 | 以太网第一个公开标准发布。 | | 1982 | 发布升级版Ethernet II,支持10 Mbps。 | | 1983 | IEEE 802.3标准发布,开始以太网的全行业标准化进程。 | | 1985 | IEEE正式采纳以太网作为行业标准,击败竞争技术Token Ring。 | | 1986 | 引入10Base5以太网电缆(粗同轴电缆,也称“thicknet”)。 | | 1989 | 初创公司Kalpana(后来被思科收购)推出第一个以太网交换机。 | | 1991 | T-568布线引脚标准在商业建筑中标准化。 | | 1991 | 引入Cat3双绞线以太网电缆,为现代以太网电缆奠定基础。 | | 1991 | 推出首款大众市场以太网打印机HP LaserJet IIISi,售价5,495美元(按通胀调整相当于10,289.37美元)。 | | 1994 | 光纤以太网开发完成,首次应用于数据中心。 | | 1994 | 引入T-568A作为新的标准化引脚分配方案。 | | 1995 | 100 Mbps“快速以太网”(Fast Ethernet)开发完成,成为新标准。 | | 1998 | 千兆以太网(GbE)开发并获IEEE批准为标准,推动双绞线千兆以太网的发展。 | | 2001 | 10 GbE(10吉比特以太网)开发完成。 | | 2001 | Cat5e电缆及T-568B引脚分配方案开发完成。 | | 2002 | 10 GbE正式获IEEE批准为标准。 | | 2002 | Cat6电缆开发完成。 | | 2003 | 以太网供电(Power over Ethernet,PoE)技术开发完成。 | | 2003 | 罗伯特·梅特卡夫获得美国国家技术奖章(National Medal of Technology)。 | | 2008 | Cat6a电缆开发完成。 | | 2010 | 40 GbE获批为新标准。 | | 2015 | 100 GbE获批为新标准,推动25 Gbps收发器的发展。 |

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