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
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。
但最初的以太网,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:
- 把整根线剪断
- 装 N 型接头
- 拧上收发器
- 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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