为什么以太网标准以10/100/1000的形式编写？为什么不只是1000？

我一直看到以“ 低值/中值/最大值 ” 形式编写的以太网标准，并且总是想知道为什么。

如果这样配置，路由器会不会只是将速度降低到低于其最大值的速度，因此就不需要“ /”了吗？

它们之所以包含在内，是因为并非所有端口都能够以多种速度或某些速度运行。

当100BASE-TX首次问世时，仅以一种速度运行可能是最常见的情况，并且许多交换机都将100BASE-TX端口固定为上行链路端口，并带有10BASE-T端口以提供访问权限。但是，许多基于GBIC / SFP的端口通常仅以特定的指定速度（例如100 Mbps或1000 Mbps）运行。

继续前进，您将开始看到对某些较低速度的支持下降。思科不再通过其新的“ multi-Gig”端口为10BASE-T提供支持。我不确定这是思科的设计选择还是仍在进行的IEEE 802.3bz修正案的一部分。

您还将发现Cisco Nexus平台上的大多数（全部为AFAIK，但不是100％肯定的）端口不再支持10BASE-T，并被指定为100/1000端口（或不支持100BASE-TX的1000/10000端口） ）。

不仅是思科。提供10G功能的其他供应商通常会将端口限制为1 / 10G或100/1000/10000速度。例如，HP有几款遵循双速型号的产品，而Extreme倾向于在其10G铜缆端口上使用三速型号。

好问题。要完全解决问题，需要深入了解以太网布线。但是，我将尝试用更简单的语言进行解释。

所有这三种速度（10、100、1000）都在相同的物理线路上运行：非屏蔽双绞线（UTP）。UTP由4 对电线（共8根电线）组成-每对电线互相缠绕。每对线一起工作以将信号发送到另一端。

使得相同的物理布线能够以如此巨大的速度在电缆上传输位的原因是使用4对线中每对线的方式不同。我们将不得不讨论三个独立的想法：标准和电线使用情况，传输的位和频率。

标准和电线使用

例如，100BASE-TX是控制UTP上100mbps传输速率的主要标准。它通过将一对电线专用于传输，而将另一对电线专用于接收-其余两对未使用来实现。

1000BASE-T是主要标准，用于管理UTP上的1000mbps传输速率。通过在两个方向上同时使用所有四对线来实现此目的。每对负责一次传送约250Mbps的流量，从而提供1000Mbps或1Gbps的总吞吐量。

传输位

100BASE-TX和1000BASE-T之间的另一个区别之一是，每条线路上的传输位都不同。

基本上，在任何给定时间，电线上的某个电压信号代表某个值。在100BASE-TX中，只能存在两个可能的值：0或的值1。您可以说，在任何给定的实例中，都可以在导线上传输一点。

在1000BASE-T中，电线上可能存在四个可能的电压值：00 01 10 11。或者换句话说，在1000BASE-T标准中应用于UTP的信号的每个实例一次传送两个比特。

频率

100BASE-TX要求100Mhz的频率，这意味着每个信号每秒可以施加和读取另一侧1亿次。这最终是每对电线可以传输a 1或a的速度0。这就是使100BASE-TX达到100Mbps速度的原因，因为所施加的信号的每个“实例”都等同于所传输的单个位。而且由于使用了两对（每个方向一个），所以一个方向等于100Mbps，另一个方向等于100Mbps，或总计100Mbps全双工。

1000BASE-T要求使用125Mhz的频率，这意味着每秒可以从（一对）导线中读取信号1.25亿次。由于在1000BASE-T中应用的信号的每个实例都通过电线发送两个比特，因此这意味着每对可以每秒通过电线传输2.5亿个比特，即250Mbps。由于使用了四对，因此总共可以提供1000Mbps或1gbps的速度。

摘要

这些是单个物理布线规范（UTP）能够以如此巨大的不同速度（10Mbps，100Mbps，1000Mbps或10/100/1000）传输数据的一些方法。从技术发展的角度来思考它-工程师找到了在同一根线上传输数据的新方法。这样，单根导线可以同时执行多种速度。一条UTP电线每秒可以完成10、100或1000亿位，因此电线和接口标记为10/100/1000。

^{恐怕我不知道10BASE-T如何通过导线传输位的细节，因此我无法描述它如何像我执行其他两个标准那样工作}

真正归结为需要支持旧式设备和电缆。思科有一个很好的文档，《以太网技术》，对它进行了深入的解释。

以太网已经存在很长时间了。它于1981年以10 Mbps的速度商业化。起初，它非常昂贵。

我记得以太网卡一次要花费750美元，当时这笔钱不菲。它达到100 Mbps花费了很多年，并且引起了很多争论，而当前的100BASE-TX标准成为赢家则花了一些时间。当时，与10BASE-T相比，它非常昂贵，因此很长一段时间以来，它一直只满足数据中心和高速需求。这些端口与10BASE-T具有向后兼容性，因为那是那里最普遍的端口，您可能需要通过交换机，路由器等与之连接。

当发布1000Base-T时，100 Mbps的价格终于下降了。再次，与100Base-TX相比，它非常昂贵，并且在价格下降之前，它在数据中心的大型服务器中呆了很长时间。并且它需要与更普遍的较慢速度兼容。

10GBASE-T现在处于重要地位，主要用于数据中心和服务器上。它最终也将成为大多数新设备中的主流，但是它将需要保持多年的向后兼容性。

目前，40 Gbps和100 Gbps以太网在市场上占有一席之地，市场力量将决定哪种和哪种标准成为最普遍。随着它们变得越来越普遍，10GBASE-T的价格将下降。

研发已经为速度较慢而做，并且以太网现在基本上是在芯片上构建的，因此提供速度较慢的确不再花费任何成本，因为仍然有旧设备需要速度较慢。

上面链接中的Cisco文档是很久以前写的，但是原理仍然有效，第一个问题基本上与您要问的相同。

检视问题

问-是否所有10Base-T网络都不能升级到100 Mbps？为什么或者为什么不？

A-不一定-如果当前的10Base-T网络是基于中继器的，则用10/100非饱和交换机替换中继器将导致每个终端站的平均可用带宽自动增加n倍。

问-建议使用哪个100Base版本？为什么？

如果水平布线为Category5或更好的UTP，则建议使用A-100Base-TX。如果水平布线为3类，则可以使用100BaseT4，但可能很难获得（一些报告表明，由于100Base-TX在T4之前已经上市了一年多，因此占据了95％的市场份额）。100Base-T2不可用。

问-建议使用哪个1000Base版本？它们将在哪里使用？

如果水平电缆为5类或更好的UTP，建议使用A-1000Base-T。如果水平电缆为多模光纤以及某些多模主干，则可以使用1000Base-SX。1000Base-LX可用于单模或多模光纤（请参见表7-5）。1000Base-CX可用于最长25米的短距离机房跳线。

问-新网络应使用哪种电缆类型？为了升级现有网络？为什么？

答：新的或替换的UTP链路可能是5E类或更高级别，以允许将数据速率提高到1000 Mbps。多模光纤可以按表7-5所示用于1000Base-SX，也可以如表7-5后面的段落中所述用于1000Base-LX。（这些光纤还将为10,000 Mbps的较短距离（在100至300米之间，取决于波长）以10,000 Mbps的速度提供将来的支持。）要真正做到面向未来，并确保您能够使用长距离骨干网，请选择单模光纤。

问-您如何知道何时需要升级网络？你从哪里开始？

答-有几种方法：

• 您的用户会告诉您（但通常只有在他们超过挫败感阈值之后）。
• 您的网络管理系统应能够指示每个DCE端口的负载特性。
• 您的组织正在考虑添加需要更多通信带宽的新应用程序（例如，多媒体）。
• 您的组织正在发展，并且在正确的位置没有足够的DCE端口来容纳其他用户。

确定需求后，可以考虑这些选项。请记住，使用寿命最长的网络元素（链接介质，其次是网络服务器和网络交换机）也可能是更换成本最高的。选择未来的增长，并考虑尽可能重用这些元素。

纯以太网集线器过去只能以一种速度运行-您无法将10兆位设备（或其他以该速度运行的集线器，交换机，路由器）连接到100兆位集线器。这是非常不方便的，因此构建了双速集线器（基本上是两个端口的交换机）。这些是家庭/ SOHO市场上100mbit以太网的突破。当然，稍后使用双速端口的交换机也是如此。与旧的单速产品区别开来的营销术语是“ 10/100”，而且营销如此之大，您甚至都无法想象。

端口被标记为“ 10/100/1000”以显示它们的兼容性-这样的端口将以最高的相互速度链接到另一个端口。这是升级网络的好方法。许多设备以100 Mbit / s甚至10 Mbit / s的速度开始，随着时间的推移更换设备，这些设备开始以更高的速度链接。

但是，PHY标准只是单速：10BASE-T，100BASE-TX，1000BASE-T，10GBASE-SR，... 100BASE-TX端口也没有强制性兼容性以支持10BASE-T，但它是可选的而且非常普遍 因此，具有多种速度的端口与几个不同的PHY兼容。

完美的向下兼容性通常以10G端口结束，而10G端口通常也仅支持1G，并且速度不会降低。