What is Ethernet?

以太网是一种用于局域网(LAN)的基于帧的计算机网络技术。这个名字来自以太的物理概念。它定义了物理层的布线和信令，以及OSI模型的媒体访问控制(MAC)/数据链路层的帧格式和协议。以太网大多被标准化为IEEEs 802.3。从20世纪90年代到现在，它已成为使用最广泛的局域网技术，并在很大程度上取代了所有其它局域网标准，如令牌环网、FDDI和ARCNET。

历史

以太网最初是作为施乐PARC公司的许多开创性项目之一开发的。一个常见的故事说，以太网是在1973年发明的，当时罗伯特·梅特卡夫写了一份备忘录给他在PARC的老板，关于以太网的潜力。但是梅特卡夫声称以太网实际上是在几年的时间里发明出来的。1976年，梅特卡夫和他的助手大卫·博格斯发表了一篇题为《以太网:本地计算机网络的分布式分组交换》的论文。

那篇论文中描述的实验以太网运行速度为3 Mbps，具有8位目的地和源地址字段，因此以太网地址不是今天的全局地址。按照软件惯例，目的地和源地址字段之后的16位是分组类型字段，但是，正如该论文所述，“不同的协议使用不相交的分组类型集”，因此这些是给定协议中的分组类型，而不是当前以太网中的分组类型，后者指定了正在使用的协议。

梅特卡夫于1979年离开施乐公司，推动个人电脑和局域网的使用，成立了3Com。他说服DEC、英特尔和施乐共同努力，推动以太网成为一种标准，即所谓的“DIX”标准，用于“数字/英特尔/施乐”；它标准化了10兆位/秒的以太网，具有48位目的和源地址以及一个全局16位类型字段。该标准于1980年9月30日首次发布。它与两个主要的专有系统token ring和ARCNET竞争，但这两个系统很快发现自己被淹没在以太网产品的浪潮中。在这个过程中，3Com成为了一家大公司。

梅特卡夫有时开玩笑地将3Com的成功归功于杰里·萨尔茨。Saltzer合著了一篇有影响力的论文，提出令牌环结构理论上优于以太网式技术。这个结果，据说，在计算机制造商的头脑中留下了足够的疑问，他们决定不使以太网成为一个标准功能，这使得3Com可以围绕销售附加以太网卡建立业务。这也导致了“以太网在实践中比在理论上工作得更好”的说法，这虽然是一个笑话，但实际上提出了一个有效的技术观点:实际网络上典型流量的特征不同于局域网以有利于以太网简单设计的方式变得普遍之前的预期。

梅特卡夫和萨尔茨在麻省理工学院MAC项目的同一楼层工作，而梅特卡夫正在做他的哈佛学位论文，在论文中他提出了以太网的理论基础。

总体描述

20世纪90年代的以太网接口卡。这是一个组合卡，支持基于同轴的10BASE2 (BNC连接器，左)和基于双绞线的10BASE-T (RJ-45连接器，右)。
以太网是基于这样一种想法，即网络上的对等点在一个无线电系统中发送信息，该系统被限制在一个公共的线路或信道中，有时被称为以太网。(这是对发光的以太的间接引用，19世纪的物理学家错误地提出电磁辐射穿过以太的理论。)每个对等体都有一个唯一的48位密钥，称为MAC地址，以确保以太网中的所有系统都有不同的地址。默认情况下，网卡被编程为具有一个全球唯一的地址，但这通常是可以改变的，这样做有很多原因。

由于以太网的普及和支持它所需的硬件成本的不断降低，大多数制造商将以太网卡的功能直接内置到PC主板中。

尽管以太网发生了巨大的变化，从运行速度为10 Mbps的粗同轴电缆总线到运行速度为1 Gbps或更高的点对点链路(参见千兆以太网),但从程序员的角度来看，不同的变体本质上是相同的，并且可以使用容易获得的廉价硬件轻松互连。

据观察，以太网流量具有自相似特性，对流量工程有重要影响。

CSMA/光盘共享介质以太网

一种称为载波侦听多路访问/冲突检测(CSMA/CD)的方案控制着计算机共享信道的方式。该方案最初是在20世纪60年代使用无线电为夏威夷的ALOHAnet开发的，与令牌环或主控网络相比相对简单。当一台计算机想要发送一些信息时，它遵循以下算法:

开始-如果线路空闲，则开始发送，否则转到步骤4
发送-如果检测到冲突，则继续发送，直到达到最小分组时间(以确保所有其他发送器和接收器检测到冲突)，然后转到步骤4。
结束成功传输-向更高的网络层报告成功；退出发射模式。
线路繁忙-等待线路空闲
线路刚刚空闲-等待一段随机时间，然后转到步骤1，除非已经超过最大传输尝试次数
超过最大传输尝试次数-向更高的网络层报告故障；退出传输模式
这有点像一个晚宴，所有的客人通过一个共同的媒介(空气)相互交谈。在发言之前，每个客人都礼貌地等待当前客人说完。如果两个客人同时开始讲话，两人都会停下来等待一段短暂的、随机的时间。希望通过各自选择一个随机的时间段，两位客人不会选择相同的时间再次尝试发言，从而避免另一次冲突。当有不止一次失败的传输尝试时，使用指数增加的退避时间(使用截断二进制指数退避算法确定)。

以太网最初使用一根共享的同轴电缆，绕过建筑物或校园，连接到每一台相连的机器。计算机被连接到一个附加单元接口(AUI)收发器，该收发器依次连接到电缆。虽然简单的无源线路对于小型以太网来说非常可靠，但对于大型扩展网络来说却不可靠，因为在大型扩展网络中，一个地方的线路损坏或一个连接器损坏都可能导致整个以太网网段无法使用。当电气不连续性反映信号时，同轴电缆也容易出现非常奇怪的故障模式，一些节点工作正常，而其他节点由于重试次数过多或根本不工作而工作缓慢；这可能比该节段完全失效更难诊断。调试这种故障通常需要几个人爬来爬去，扭动连接器，而其他人则观察运行ping的计算机的显示，并随着性能的变化大声报告。

由于所有的通信都是在同一条线路上进行的，所以一台计算机发送的任何信息都会被所有的计算机接收到，即使这些信息原本只是发送给一个目的地。网络接口卡过滤掉不是发给它的信息，只有当收到适用的数据包时才中断CPU，除非该卡被置于“混杂模式”。这种“一个人说，所有人听”的特性是共享介质以太网的一个安全弱点，因为以太网上的一个节点如果愿意，可以窃听线路上的所有流量。使用单条电缆还意味着带宽是共享的，因此当网络和节点在电源故障后重启时，网络流量可以慢如蜗牛。

以太网中继器和集线器

随着以太网的发展，以太网集线器的开发使网络更加可靠，电缆更容易连接。

由于信号衰减和定时原因，以太网网段的大小受到限制，这取决于所使用的介质。例如，10BASE5同轴电缆的最大长度为500米(1，640英尺)。使用以太网中继器可以获得更长的长度，它从一根以太网电缆上获取信号，并将其中继到另一根电缆上。中继器最多可用于连接五个以太网网段，其中三个网段可以连接设备。这也缓解了电缆断裂的问题:当一个以太网同轴电缆段断裂时，该段上的所有设备都不能通信；中继器允许其他部分继续工作。

像大多数其他高速总线一样，以太网段必须在两端用一个电阻端接。对于同轴电缆，电缆的每一端都必须连接一个50欧姆的电阻器和散热器，称为终结器，并固定在N或BNC公接头上。如果没有做到这一点，结果就如同电缆中有一个中断:总线上的交流信号将被反射，而不是耗散，当它到达终点。这种反射信号与碰撞无法区分，因此无法进行通信。中继器电气隔离与之相连的网段，重新生成信号并重新定时。大多数中继器都有“自动分区”功能，当一个网段有太多冲突或冲突持续时间太长时，它会对该网段进行分区(停止服务),这样其他网段就不会受到损坏的网段的影响。中继器在检测到没有冲突的活动时会重新连接该网段。

人们认识到星形拓扑中布线的用处，网络供应商开始制造具有多个端口的中继器。多端口中继器现在被称为集线器。集线器可以连接到其他集线器和/或同轴主干网。

第一批集线器被称为“多端口收发器”或“扇出”。最著名的例子是DEC的DELNI。这些设备允许通过AUI连接的多台主机共享一个收发器。它们还允许在不使用同轴电缆的情况下创建小型独立以太网网段。

DEC和SynOptics等网络供应商出售连接许多10BASE-2细同轴段的集线器。

同轴电缆用于传输10BASE-2以太网
以太网在非屏蔽双绞线电缆(UTP)上的发展，从StarLAN开始，到10BASE-T，最终淘汰了同轴电缆以太网。这些变化允许非屏蔽双绞线Cat- 3/Cat-5电缆和RJ45电话连接器将端点连接到集线器，取代同轴电缆和AUI电缆。集线器通过防止一根电缆或设备的问题影响网络上的其他设备，使以太网更加可靠。双绞线以太网通过使每个网段点对点来解决端接问题，因此端接可以内置在硬件中，而不需要特殊的外部电阻。

双绞线10BASE-T电缆用于传输10BASE-T以太网
。尽管采用物理星型拓扑，但集线器以太网是半双工的，仍然使用CSMA/CD，在处理数据包冲突时，集线器只需进行最少的协作。每个数据包都被发送到集线器的每个端口，因此带宽和安全问题没有得到解决。集线器的总吞吐量受限于单个链路的速度，10或100 Mbit/s，减去前导码、帧间间隙、报头、报尾和填充的开销。冲突还会降低总吞吐量，尤其是在网络负载较重时。在最坏的情况下，当许多主机使用长电缆传输许多短帧时，负载低至50%时就会发生严重降低吞吐量的过多冲突。在冲突严重降低吞吐量之前，更典型的配置可以承受更高的负载。

桥接和交换

虽然中继器可以隔离以太网网段的某些方面，如电缆损坏，但它们仍然会将所有流量转发到所有以太网设备。这极大地限制了以太网上可以通信的机器数量。为了缓解这个问题，桥接技术被用来在隔离物理层的同时在数据链路层进行通信。通过桥接，只有格式良好的数据包才能从一个以太网网段转发到另一个网段；冲突和数据包错误被隔离。网桥通过观察MAC地址来了解设备的位置，当它们知道目的地址不在那个方向时，就不会跨网段转发数据包。像生成树协议这样的控制机制使得一组网桥能够协同工作。

早期的网桥逐个检查每个数据包，在转发流量时比集线器(中继器)慢得多，尤其是在同时处理许多端口时。1989年，网络公司Kalpana推出了他们的以太网交换机，第一台以太网交换机。以太网交换机在硬件中进行桥接，允许它以全速转发数据包。

大多数现代以太网安装使用以太网交换机，而不是集线器。虽然线路与集线器以太网相同，但交换以太网比共享介质以太网有几个优点，包括更大的带宽和更好地隔离行为不当的设备。交换网络通常具有星形拓扑，即使从所连接的机器的角度来看，如果它们使用半双工选项，它们仍然可以实现单个以太网共享介质。10BASE-T及以后标准中的全双工以太网不是共享介质系统。

最初，以太网交换机的工作方式类似于以太网集线器，所有流量都被反射到所有端口。但是，当交换机“学习”到与每个端口相关联的端点时，它会停止向预定目的地以外的端口发送非广播流量。通过这种方式，以太网交换可以允许单个交换机上的任何给定端口对使用以太网的全速。

由于数据包通常只传送到它们的目的端口，交换以太网上的流量比共享介质以太网上的流量稍微公开一些。尽管如此，交换以太网仍应被视为一种不安全的网络技术，因为它很容易通过ARP欺骗和MAC泛洪等手段颠覆交换以太网系统，以及网络管理员使用监控功能从网络中复制流量。

当只有一台设备(除了集线器以外的任何设备)连接到交换机端口时，全双工以太网就成为可能。在全双工模式下，两台设备可以同时相互传输数据，不存在冲突域。这使链路的总带宽加倍，并且有时被宣传为链路速度加倍(例如200 Mbit/s)以说明这一点。然而，这是一种误导，因为只有当流量模式对称时(实际上很少对称)，性能才会翻倍。冲突域的消除还意味着可以使用所有链路带宽(当链路变得繁忙时，冲突会占用大量带宽)，并且网段长度不受正确冲突检测需求的限制(这对于以太网的某些光纤变体最为重要)。

交换机端口和与之相连的设备必须使用相同的双工设置。大多数100BASE-TX和1000BASE-T设备都支持au to-negotiation，在这种情况下，它们会发出要使用的速度和双工信号。但是，如果禁用或不支持自动协商，则必须在交换机端口和设备上通过自动检测或手动设置双工，以防止双工不匹配，这是以太网问题的常见原因(设置为半双工的设备将报告延迟冲突，设置为全双工的设备将报告不匹配)。许多低端交换机缺乏手动速度和双工设置的能力，因此端口总是试图自动协商。当自动协商被启用但不成功时(例如，因为其他设备不支持它)，自动检测将端口设置为半双工。速度可以自动检测，因此将10BASE-T设备连接到启用自动协商的10/ 100交换机端口将正确地产生半双工10BASE-T连接。但是将配置为全双工100 Mbit操作的设备连接到配置为自动协商的交换机端口(反之亦然)将导致双工不匹配。

即使电缆的两端都能够自动检测速度和双工设置，它们也很容易猜错并退回到10 Mbit模式。因此，如果性能比预期的差，应该检查计算机是否已经将自己置于10 Mbit模式，如果知道另一端是100 Mbit能力，则手动强制它进入正确的模式。

当两个节点试图以超过电缆支持的速度运行时，也会出现问题，例如在3类电缆上尝试100BASE-T或在3类或5类电缆上尝试1000BASE-T。与ADSL和传统的拨号调制解调器不同，它们执行精心设计的“训练”序列来确定链路支持的最大数据速率，以太网节点仅交换速度能力消息并选择两端支持的最高速度。不尝试查看链路实际上是否能以该速度运行，因此如果超出了电缆的能力，链路将会失败。解决方案是强制任一端或两端降低到电缆支持的速度。

双速集线器

在快速以太网的早期，快速以太网交换机是相对昂贵的设备。然而，集线器遇到的问题是，如果有任何10baseT设备连接，那么整个系统必须以10兆比特运行。因此，集线器和交换机之间的结合被称为双速集线器。这些有效地将网络分成两个部分，每个部分以各自的速度像一个hubbed网络，然后在这两个部分之间充当一个双端口交换机。这意味着他们允许混合两种速度，而不需要快速以太网交换机的成本。

以太网帧类型和以太网类型字段

帧是网络上数据包的格式。

以太网帧有几种类型:

以太网版本2或以太网II帧，即所谓的DIX帧(以DEC、Intel和Xerox命名)；这是当今最常见的，因为它经常被互联网协议直接使用。
Novell自行开发的IEEE 802.3变体(“原始802.3帧”)，不含IEEE 802.2 LLC [/ br/]IEEE 802.2 LLC帧
IEEE 802.2 LLC/SNAP帧
此外，以太网帧还可能包含一个IEEE 802.1Q标记，用于标识它所属的VLAN及其IEEE 802.1p优先级(服务质量)。这使得潜在的帧类型数量加倍。

不同的帧类型具有不同的格式和MTU值，但可以共存于同一物理介质上。

最常见的以太网帧格式，类型II

据称，一些较老的(施乐？)以太网规范具有16位长度字段，尽管数据包的最大长度是1500字节。然而，Digital/Intel/Xerox (DIX)以太网规范的1.0和2.0版本具有称为以太类型的16位子协议标签字段，按照惯例，0到1500之间的值指示使用具有长度字段的原始以太网格式，而1536十进制(0600十六进制)和更大的值指示使用具有以太类型子协议标识符的新帧格式。

IEEE 802.3再次将MAC地址后的16位字段定义为长度字段，MAC报头后跟IEEE 802.2 LLC报头。前面描述的约定允许软件确定帧是以太网II帧还是IEEE 802.3帧，从而允许两种标准在同一物理介质上共存。所有802.3帧都有一个IEEE 802.2逻辑链路控制(LLC)报头。通过检查该报头，可以确定其后是否是SNAP(子网访问协议)报头。(一些协议，尤其是那些为OSI网络堆栈设计的协议，直接在802.2 LLC之上运行，802.2 LLC提供数据报和面向连接的网络服务。)LLC报头包括两个附加的八位地址字段(在OSI术语中称为服务接入点或SAPs当源和目标SAP都设置为值0xAA时，将请求快照服务。SNAP报头允许以太类型值用于所有IEEE 802协议，并支持私有协议ID空间。在IEEE 802.3x-1997中，IEEE以太网标准被更改为明确允许在MAC地址后使用16位字段作为长度字段或类型字段。

Novell的“原始”802.3帧格式基于早期的IEEE 802.3工作。Novell公司以此为起点，在以太网上首次实现了ow n IPX网络协议。他们没有使用任何LLC报头，而是直接在长度字段之后开始IPX分组。原则上，这与802.x以太网的其他后来的变体是不可互操作的，但是由于IPX总是在第一个字节有FF(而LLC没有)，这在大多数情况下与其他以太网实现共存于线路上(一些早期形式的DECnet明显例外，它们被这个弄糊涂了)。

直到90年代中期，Novell Netware默认使用这种帧类型，由于Netware当时非常普及(而IP不是)，在某个时间点上，世界上大多数以太网流量通过“原始”802.3传输IPX。从Netware 4.10开始，Netware现在在使用IPX时默认使用IEEE 802.2 wi th LLC (Netware帧类型Ethernet_802.2)。(详见参考资料中的“以太网成帧”)

Mac OS对以太网上的AppleTalk协议套件(“EtherTalk”)使用802.2/SNAP帧，对TCP/IP使用Ethernet II帧。

除了尚未通过IP迁移到Netware的大型公司Netware安装之外，以太网的802.2变体目前没有在普通网络上广泛使用。过去，许多公司网络支持802.2以太网，以支持以太网和IEEE 802.5令牌环网或FDDI网络之间的透明转换桥。现在最常用的帧类型是以太网版本2，因为它被大多数基于Internet协议的网络使用，其以太网类型对于IPv4设置为0x0800，对于IPv6设置为0x86DD

存在将IP版本4流量封装在具有LLC/ SNAP报头的IEEE 802.2帧中的互联网标准。它几乎从不在以太网上实现(尽管它被用在FDDI和令牌环、IEEE 802.11和其他IEEE 802网络上)。如果没有SNAP，IP流量就不能封装在IEEE 802.2 LLC帧中，因为尽管IP有LLC协议类型，但ARP没有LLC协议类型。IP版本6也可以通过IEEE 802.2和LLC/SNAP在以太网上传输，但这几乎从未使用过(尽管IEEE 802网络上使用IPv6的LLC/SNAP封装)。

IEEE 802.1Q标签(如果存在)被放置在源地址和以太类型或长度字段之间。标签的前两个字节是标签协议标识符(TPID)值0x8100。这与未加标签的帧中的以太类型/长度字段位于同一位置，因此以太类型值0x8100意味着帧被加了标签，而真正的以太类型/长度位于标签之后。TPID之后是两个字节，包含标签控制信息(TCI)(IEEE 802.1 p优先级(服务质量)和VLAN id)。标签后面是帧的其余部分，使用上述类型之一。

各种以太网

除了上面提到的帧类型，各种以太网之间的大多数其他差异都是速度和布线的变化。因此，一般来说，网络协议栈软件在以下大多数类型上的工作方式是相同的。

以下部分简要总结了所有官方以太网介质类型。除了这些官方标准之外，许多供应商还出于各种原因实施了专有介质类型，通常是为了支持更长的光纤布线距离。

许多以太网卡和交换机端口支持多种速度，使用自动协商来设置速度和双工，以获得两个相连设备支持的最佳值。如果自动协商失败，多速设备将检测其伙伴使用的速度，但将假定为半双工。10/100以太网端口支持10BASE-T和100BASE-TX。10/100/1000以太网端口支持10BASE-T、100BASE-TX和1000BASE-T。

以太网的一些早期变体

Xerox Ethernet -最初的3 Mbit/s以太网实现，在其开发过程中有两个版本，版本1和版本2。版本2成帧格式仍在普遍使用。
10BROAD36 -已过时。支持长距离以太网的早期标准。它利用类似于电缆调制解调器系统中使用的宽带调制技术，并通过同轴电缆工作。
1BASE5 -也称为StarLAN，是以太网在双绞线上的第一个实现。它以1兆比特/秒的速度运行，在商业上是失败的。
10兆比特/秒以太网

10BASE5(也称为Thicknet、Thickwire或黄色电缆)-这是最初的10 Mbit/ s以太网实现。早期的IEEE标准使用一根50欧姆的RG-8型同轴电缆，最大长度为500米。收发器可以通过所谓的“吸血鬼分接头”连接，这种分接头通过在电缆中钻孔连接到核心和屏蔽层，或者在电缆段的末端使用N个连接器来连接。然后，AUI电缆将收发器连接到以太网设备。大部分已经过时，尽管由于早期的广泛部署，一些系统可能仍在使用。它要求电缆两端精确端接。
10BASE2(也称为Thinnet、Thinwire或Cheapernet) - 50 ohm RG-58同轴电缆，最大长度为200米，将机器连接在一起，每台机器使用T型适配器连接到其NIC，NIC具有BNC连接器。每端都需要端接。多年来，这是占主导地位的10兆位/秒以太网标准。
StarLAN 10 -在双绞线布线上以10 Mbit/s的速度首次实施以太网。后来发展为10 base-T。
10 base-T-在最长100米的Cat-3或Cat-5电缆上的4条线(两条双绞线)上运行。集线器或交换机位于中间，每个节点都有一个端口。
FOIRL -光纤中继器间链路。光纤以太网的原始标准。
10BASE-F(也称为10BASE-FX) -使用光缆的10 Mbit/s以太网标准系列的通用术语:10BASE-FL、10BASE-FB和10BASE-FP。其中只有10BASE-FL被广泛使用。

10 base-FL-FOIRL标准的更新版本。
10BASE-FB -用于连接多个集线器或交换机的主干网，现已过时。
10BASE-FP -不需要中继器的无源星形网络，它从未实现
快速以太网(100 Mbit/s)

100ba se-T-100 Mbit/s以太网双绞线电缆的三种标准之一的术语，最长可达100米。包括100BASE-TX、100BASE-T4和100BASE-T2。

100BASE-TX -类似于10BASE-T的星形配置。它也使用两对电缆，但需要Cat-5电缆来实现100 Mbit/s。
100ba se-T4-100 Mbit/s以太网，通过Cat-3电缆(用于10BASE-T安装)。使用电缆中的所有四对线。现在已经过时，因为5类布线是标准布线。限于半双工。
100BASE-T2 -不存在产品。通过Cat-3电缆的100 Mbit/ s以太网。支持全双工，仅使用两对。它在功能上相当于100BASE-TX，但支持旧的电话线(cat-3)。
100BASE-FX - 100 Mbit/ s多模光纤以太网。半双工连接的最大长度为400米(以确保检测到冲突)，全双工连接的最大长度为2公里。
100BASE-SX - 100 Mbit/ s多模光纤以太网。最大长度为300米。与100BASE-FX使用激光作为光源不同，100BASE-SX使用led，因此更便宜。
100Base-VG -非以太网。由不同的IEEE 802子组802.12标准化，因为它使用不同的、更集中的媒体访问形式(“需求优先级”)。100VG-AnyLAN(作为营销名称)是市场上最早的产品，仅由惠普支持。它需要四对Cat-3电缆。截至2005年，已过时(802.12自1997年以来一直“不活动”)。
千兆以太网

通过Cat-5e或Cat-6铜缆以1000BASE-T - 1 Gbit/s的速度传输。长度有限。
1000BASE-TX - 1 Gbit/s，仅通过6类铜缆。
1000BASE-SX -在多模光纤上传输速度为1 Gbit/s(最远550米)。
多模光纤上1000BASE-LX - 1 Gbit/s(最远550米)。针对单模光纤中的更长距离(最远10公里)进行了优化。
单模光纤上的1000BASE-LH - 1 Gbit/s(最远100千米)。长期解决方案。
1000BASE-CX -通过特殊铜缆运行1 Gbit/ s以太网的短程解决方案(最远25米)。早于1000BASE-T，现已废弃。
1000ba se-PX10-D-1gb/s，通过使用点到多点拓扑的单模光纤(至少支持10公里)。该PMD仅指定了下游方向(从头端到尾端)。符合IEEE标准。2004年为802.3ah。
1000ba se-PX10-U-1gb/s，通过使用点到多点拓扑的单模光纤(至少支持10公里)。该PMD仅指定上行方向(从尾端到首端)。符合IEEE标准。2004年为802.3ah。
1000ba se-PX20-D-1gb/s，通过使用点到多点拓扑的单模光纤(至少支持20千米)。该PMD仅指定了下游方向(从头端到尾端)。符合IEEE标准。2004年为802.3ah。
1000ba se-PX20-U-1gb/s，通过使用点到多点拓扑的单模光纤(至少支持20公里)。该PMD仅指定上行方向(从尾端到首端)。符合IEEE标准。2004年为802.3ah。
万兆以太网

新的10gb以太网标准包括七种不同的介质类型，分别用于LAN、MAN和WAN。它最初由补充标准IEEE 802.3ae指定，现在是IEEE 802.3-2005标准的一部分。

10GBASE-CX4 -旨在支持铜缆上的短距离，它使用InfiniBand 4x连接器和CX4电缆，电缆长度最长可达15米。
10GBASE-SR -旨在支持部署的多模光纤电缆上的短距离，根据电缆类型，其范围在26米到82米之间。它还支持在新的2000 MHz.km多模光纤上运行300 m。
10GBASE-LX4 -使用波分复用技术，通过部署的多模布线支持240米到300米的范围。还支持通过单模光纤传输10千米。
10GBASE-LR和10GBASE-ER -这些标准在单模光纤上分别支持10公里和40公里。
10GBASE-SW、10GBASE-LW和10GBASE-EW。这些品种使用广域网PHY，设计用于与OC-192 / STM-64 SONET/SDH设备互操作。它们在物理层分别对应于10GBASE-SR、10GBASE-LR和10GBASE-ER，因此使用相同类型的光纤并支持相同的距离。(没有对应10GBASE-LX4的WAN PHY标准。)
10GBASE-T -使用非屏蔽双绞线。10GBASE-T应于2006年8月准备就绪。
10千兆位以太网是非常新的技术，哪种标准将获得商业认可还有待观察。

相关标准

不属于IEEE 802.3以太网标准的网络标准，但支持以太网帧格式，并且能够与之互操作。

lattis net—SynOptics预标准双绞线10 Mbit/s变体。
100ba sevg—100 Mbit/s以太网的早期竞争者。它在3类电缆上运行。使用四对。商业失败。TIA 100BASE-SX —由电信行业协会推动。100BASE-SX是100 Mbit/s光纤以太网的替代实施方案；它与官方的100BASE-FX标准不兼容。它的主要特点是与10BASE-FL的互操作性，支持10 Mbit/s和100 Mbit/ s操作之间的自动协商-由于使用不同的LED波长，官方标准中缺乏这一功能。它面向10 Mbit/s光纤网络安装的客户群。

TIA 1000ba se-TX——由电信行业协会推动，这是一个商业失败，没有产品存在。1000BASE-TX使用比官方1000BASE-T标准更简单的协议，因此电子设备更便宜，但需要6类电缆。

不使用以太网帧格式，但仍然可以使用基于MAC的桥接连接到以太网的网络标准。

802.11 —一种无线网络标准，通常称为无线以太网，通常与以太网主干一起运行。