随着电子技术的发展，以太网的速率也不断提升。从传统的10Mbits以太网一直发展到现在常用的速率为1Gbits的吉比特以太网，甚至更快的以太网。下面简单介绍几种高速以太网技术。

一、100BASE-T 以太网

100BASE-T是在双绞线上传送100Mbits基带信号的星形拓扑以太网，仍使用IEEE802.3的 CSMA/CD 协议，它又称为快速以太网(Fast Ethemmet)。用户只要使用100 Mbit/s 的适配器和 100 Mbits的集线器或交换机，就可很方便地由10BASE-T以太网直接升级到100 Mbits,而不必改变网络的拓扑结构。所有在10BASE-T上的应用软件和网络软件都可保持不变。100BASE-T的适配器有很强的自适应性，能够自动识别10Mbits和100Mbits。1995年IEEE 已把 100BASE-T快速以太网定为正式标准(IEEE802.3u)，是对现行的IEEE 802.3 标准的补充。

100BASE-T可使用以太网交换机提供很好的服务质量，可在全双工方式下工作而无冲突发生。因此，CSMACD 协议对全双工方式工作的快速以太网是不起作用的(但在半双工方式工作时则一定要使用CSMACD协议)。快速以太网使用的MAC格式仍然是EEE802.3标准规定的帧格式。

然而 IEEE 802.3u的标准未包括对同轴电缆的支持。这意味着想从细缆以太网升级到快速以太网的用户必须重新布线。因此，现在10/100Mbits以太网都使用无屏蔽双绞线布线

100 Mbits以太网的新标准改动了原10 Mbits 以太网的某些规定。我们知道，以太网有一个重要的参数a，它必须保持为很小的数值。

在100Mbits的以太网中采用的方法是保持最短帧长不变，对于铜缆100Mbit/s以太网一个网段的最大长度是100m，其最短帧长仍为64字节，即512比特。因此100Mbit/s 以太网的争用期是 5.12μs，帧间最小间隔现在是0.96μS，都是10Mbit/s 以太网的 1/10

下图是100 Mbit/s以太网的新标准规定的三种不同的物理层标准

在标准中把上述的100BASE-TX和100BASE-FX合在一起称为100BASE-X。

100BASE-T4使用4对UTP3类线或5类线时，使用3对线同时传送数据(每一对线以33号Mbit/s的速率传送数据)，用1对线作为碰撞检测的接收信道。

二、吉比特以太网

IEEE在1997年通过了吉比特以太网的标准802.3z，并在1998年成为正式标准。几年来，吉比特以太网迅速占领了市场，成为以太网的主流产品。

吉比特以太网的标准IEEE802.3z有以下几个特点:

• 允许在1Gbit/s下以全双工和半双工两种方式工作
• 使用IEEE 802.3协议规定的帧格式。
• 在半双工方式下使用CSMA/CD协议，而在全双工方式不使用CSMA/CD 协议。
• 与10BASE-T和100BASE-T技术向后兼容。

吉比特以太网可用作现有网络的主干网，也可在高带宽(高速率)的应用场合中(如医疗图像或CAD的图形等)用来连接计算机和服务器。

吉比特以太网的物理层使用两种成熟的技术:一种来自现有的以太网，另一种则是美国国家标准协会 ANSI制定的光纤通道FC(Fibre Channel)。采用成熟技术就能大大缩短吉比特以太网标准的开发时间。

下图是吉比特以太网的物理层的标准。

吉比特以太网工作在半双工方式时，就必须进行碰撞检测。由于数据率提高了，因此只有减小最大电缆长度或增大帧的最小长度，才能使参数a保持为较小的数值。若将吉比特以太网最大电缆长度减小到10m，那么网络的实际价值就大大减小。而若将最短帧长提高到640字节，则在发送短数据时开销又太大。因此，吉比特以太网仍然保持一个网段的最大长度为 100m，但采用了“载波延伸”(carrier extension)的办法，使最短帧长仍为 64 字节。

(这样可以保持兼容性)，同时将争用期增大为512字节。凡发送的MAC帧长不足512 字节时，就用一些特殊字符填充在帧的后面，使MAC帧的发送长度增大到512字节，这对有效载荷"并无影响。接收端在收到以太网的MAC帧后，要把所填充的特殊字符删除后才向高层交付。当原来仅64字节长的短帧填充到512字节时，所填充的448字节就造成了很大的开销。

为此，吉比特以太网还增加了一种功能称为分组突发(packet bursting)。这就是当很多短帧要发送时，第一个短帧要采用上面所说的载波延伸的方法进行填充。但随后的一些短帧则可一个接一个地发送，它们之间只需留有必要的帧间最小间隔即可。这样就形成一串分组的突发，直到达到1500字节或稍多一些为止。当吉比特以太网工作在全双工方式时(即通信双方可同时进行发送和接收数据)，不使用载波延伸和分组突发。

吉比特以太网交换机可以直接与多个图形工作站相连，也可用作百兆以太网的主干网，与百兆比特或吉比特交换机相连，然后再和大型服务器连接在一起。下图是吉比特以太网的一种配置举例。

三、10吉比特以太网(10GbE)和更快的以太网

10GbE并非把吉比特以太网的速率简单地提高到10倍，因为还有许多技术上的问题要解决。下面是10GbE的主要特点。顺便指出，10吉比特就是10x10”比特，有人愿意称之为“万兆比特”。虽然“万”是中国的一种常用的计量单位，但这与国际上通用的表示方法不一致，因此不予采用。

10GbE的帧格式与10 Mbit/s,100Mbits和1 Gbit/s 以太网的帧格式完全相同，并保留了 802.3 标准规定的以太网最小帧长和最大帧长。这就使用户在将其已有的以太网进行升级时，仍能和较低速率的以太网很方便地通信。

10GbE 只工作在全双工方式，因此不存在争用问题，当然也不使用CSMACD协议这就使得10GbE 的传输距离大大提高了(因为不再受必须进行碰撞检测的限制)。

下图是10GbE物理层标准：

上图 中的前三项的标准是IEEE802.3ae，在2002年6月完成。第四项的标准是IEEE802.3ak，完成于 2004年。最后一项的标准是IEEE802.3an，完成于2006年。
以太网的技术发展得很快。在10GbE之后又制定了40GbE/100GbE(即40吉比特以太网和 100吉比特以太网)的标准IEEE802.3ba-2010和802.3bm-2015。下图是40GbE 和100GbE 的物理层名称及传输距离，其中有两项带*号的是802.3bm 提出的。

需要指出的是，40GbE/100GbE以太网只工作在全双工的传输方式(因而不使用CSMA/CD 协议)，并且仍然保持了以太网的格式以及8023标准规定的以太网最小和最大帧长。100GbE 在使用单模光纤传输时，仍然可以达到40km的传输距离，但这需要波分复用(使用4个波长复用一根光纤，每一个波长的有效传输速率是25 Gbit/s)。

由于大型数据中心迫切需要非常高速的数据传送，在2017年12月，更高速率的以太网标准颁布了，这就是 IEEE 802.3bs 标准，共有两种速率，即 200GbE(速率为 200 Gbits)和 400GbE(速率为 400Gbits)，全部用光纤传输(单模和多模)。根据传输方式的不同，传输距离从100m至10km不等。今后还会有更快的以太网问世。

现在以太网的工作范围已经从局域网(校园网、企业网)扩大到城域网和广域网，从而实现了端到端的以太网传输。这种工作方式的好处是:

• 以太网是一种经过实践证明的成熟技术，无论是互联网服务提供者ISP还是端用户都很愿意使用以太网。当然对ISP来说，使用以太网还需要在更大的范围进行试验
• 以太网的互操作性也很好，不同厂商生产的以太网都能可靠地进行互操作。
• 在广域网中使用以太网时，其价格大约只有同步光纤网SONET 的五分之一。以太网还能够适应多种传输媒体，如铜缆、双绞线以及各种光缆。这就使具有不同传输媒体的用户在进行通信时不必重新布线。
• 端到端的以太网连接使帧的格式全都是以太网的格式，而不需要再进行帧的格式转换，这就简化了操作和管理。
  以太网从 10 Mbit/s 到 10 Gbit/s 甚至到 400 Gbit/s 的演进，证明了以太网是:
• 可扩展的(速率从10 Mbit/s 到 400 Gbits)。
• 灵活的(多种媒体、全/半双工、共享/交换)。
• 易于安装的。
• 稳健性好的。

四、使用以太网进行宽带接入

现在人们也在使用以太网进行宽带接入互联网。为此，IEEE在2001年初成立了802.3EFM
工作组”，专门研究高速以太网的宽带接入技术问题。

以太网接入的一个重要特点是它可以提供双向的宽带通信，并且可以根据用户对带宽的需求灵活地进行带宽升级(例如，把10兆的以太网交换机更新为吉比特的以太网交换机)当城域网和广域网都采用吉比特以太网或10吉比特以太网时，采用以太网接入可以实现端到端的以太网传输，中间不需要再进行帧格式的转换。这就提高了数据的传输效率且降低了传输的成本。

然而以太网的帧格式标准中，在地址字段部分并没有用户名字段，也没有让用户键入密码来鉴别用户身份的过程。如果网络运营商要利用以太网接入到互联网，就必须解决这个问题。

于是有人就想法子把数据链路层的两个成功的协议结合起来，即把PPP协议中的PPP帧再封装到以太网中来传输。这就是1999年公布的PPPOE(PPPoverEthermet)，意思是“在以太网上运行 PPP”[RFC 2516]。现在的光纤宽带接入FTTx都要使用PPPoE 的方式进行接入。

例如，如果使用光纤到大楼FTTB的方案，就在每个大楼的楼口安装一个光网络单元ONU(其作用和以太网交换机差不多)，然后根据用户所申请的带宽，用5类线(请注意，到这个地方，传输媒体已经变为铜线了)接到用户家中。如果大楼里上网的用户很多，那么还可以在每一个楼层再安装一个100Mbits的以太网交换机。各大楼的以太网交换机通过光缆汇接到光汇接点(光汇接点一般通过城域网连接到互联网的主干网)。

使用这种方式接入到互联网时，在用户家中不再需要使用任何调制解调器，只要一个RJ-45 的插口即可。用户把自己的个人电脑通过5类网线连接到墙上的 RJ-45 插口中，然后在PPPoE弹出的窗口中键入在网络运营商处购买的用户名(就是一串数字)和密码(严格说就是口令)，就可以进行宽带上网了。请注意，使用这种以太网宽带接入时，从用户家中的个人电脑到户外的第一个以太网交换机的带宽是能够得到保证的。因为这个带宽是用户独占的，没有和其他用户共享。但这个以太网交换机到上一级的交换机的带宽，是许多用户其享的。因此，如果过多的用户同时上网，则有可能使每一个用户实际上享受到的带宽减少。这时，网络运营商就应当及时进行扩容，以保证用户的利益不受损伤。

顺便指出，当用户利用ADSL(非对称数字用户线)进行宽带上网时，从用户个人电脑到家中的 ADSL 调制解调器之间，也是使用RJ-45和5类线(即以太网使用的网线)进行连接的，并且也是使用PPPoE弹出的窗口进行拨号连接的。但是用户个人电脑发送的以太网帧到了家里的 ADSL 调制解调器后，就转换成为ADSL使用的PPP帧。需要注意的是，在用户家中墙上是通过电话使用的RJ-11插口，用普通的电话线传送PPP帧。这已经和以太网没有关系了。所以这种上网方式不能称为以太网上网，而是利用电话线宽带接入到互联网。