我目前正在学习以太网标准、自动协商和双工不匹配。这让我想知道为什么在 10BASE-T 和 100BASE-TX 网络中允许半双工操作。在 IEEE 标准中强制执行全双工操作不是更容易吗？
答案1
别这样，你让我感觉自己老了。;)
以太网最初设计用于连接共享媒体。以前有一种称为“集线器”的设备。从外观上看，集线器与今天的交换机几乎相同，但它们转发帧的方式却截然不同。
几乎每个以太网交换机都会建立一个将 MAC 地址映射到 RJ-45 端口的数据库。它通过了解连接到其端口的设备来建立该数据库。它从连接的线路上观察到的源 MAC 地址推断出连接的设备。当交换机在端口上接收到帧时，它会在这个数据库中进行查找，以找到应该将帧发送到哪里。如果没有数据库条目，它会“淹没”该帧 - 将其发送到所有端口以试图引起响应。这里要记住的关键是交换机只会尝试将流量发送到需要去的地方。
集线器不会考虑这些。它只是在收到每个帧、每个端口上收到的位后立即将其发送到所有其他端口。这意味着两个站点不能同时向网络发送帧。如果它们同时发送，它们会弄乱彼此的帧。以太网中有一个内置机制来处理这种情况，称为冲突检测。（您可能见过术语 CSMA/CD - 这是该术语的 CD 部分。）
回答你的问题，当连接到集线器时，双工就会成为一个问题。集线器无法以全双工方式与站点通信，因为在全双工操作中，站点无法应用冲突检测。全双工站点期望流量同时流入和流出，并且站点认为它在收到帧时不应停止传输。简而言之，半双工操作启用冲突检测；全双工操作禁用它。
以太网集线器为所有连接的站点提供 10 或 100 Mbits 的共享带宽。换句话说，集线器上所有站点的总带宽使用量不能超过 10 或 100 Mbits。考虑到任何一个交换机端口上的总带宽使用量不能超过 10 或 100 Mbits，交换技术显然更加优越。
千兆以太网是在交换机变得无处不在并且不再需要半双工操作之后开发的。
如果你有兴趣，以太网 10Base-2是共享媒体的另一个例子。 令牌环是另一个例子，采用不同的方法解决碰撞检测问题。
呼呼！