以太网技术
1、前言
计算机网络分为两类：采用点到点连接的网络和采用广播信道的网络。在所有广播网络中，关键的问题是：当信道的使用产生竞争时，如何分配信道的使用权。用来决定广播信道中信道分配的协议属于数据链路层的子层，称作介质访问控制MAC(medium
access control)子层。由于几乎所有的局域网都以多路复用信道作为通信的基础，而广域网中除卫星网以外，都采用点到点连接，所以MAC子层在局域网中尤其重要。
介质访问子层的中心论题是相互竞争的用户之间如何分配一个单独的广播信道。其分配方法有静态分配和动态分配两种。而所有传统的信道静态分配方法均不能有效地处理通信的突发性，所以我们必须采用信道动态分配。在各种多路访问协议中，本文只介绍与以太网密切相关的几种载波侦听协议。
2、载波侦听多路访问协议(carrier sense multiple access protocol)
在局域网中，站点可以检测到其他站点在干什么，从而相应地调整自己的动作。网络站点侦听载波是否存在（即有无传输）并相应动作的协议，被称为载波侦听协议（carrier
sense protocol）。下面介绍几种带冲突检测的载波侦听多路访问CSMA/CD（carrier sense
multiple access with collision detection）协议。CSMA/CD协议是对ALOHA协议（一种基于地面无线广播通信而创建、适用于无协调关系的多用户竞争单信道使用权的系统）的改进，它保证在侦听到信道忙时无新站开始发送；站点检测到冲突就取消传送，以太网就是它的一个版本。
2.1、1-持续CSMA
当一个站点要传送数据时，它首先侦听信道，看是否有其他站点正在传送。如果信道正忙，它就持续等待直到当它侦听到信道空闲时，便将数据送出。若发生冲突，站点就等待一个随机长的时间，然后重新开始。此协议被称为1-持续CSMA，是因为站点一旦发现信道空闲，其发送数据的概率为1。
2.2、非持续CSMA
在发送之前，站点会侦听信道的状态，如果没有其他站点在发送，它就开始发送。但如果信道正在使用之中，该站点将不再继续侦听信道，而是等待一个随机的时间后，再重复上述过程。
2.3、p-持续CSMA
一个站点在发送之前，首先侦听信道，如果信道空闲，便以概率p传送，而以概率q=1-p把该次发送推迟到下一时隙。此过程一直重复，直到发送成功或者另外一站开始发送为止。在后一种情况下，该站的动作与发生冲突时一样（即等待一随机时间后重新开始）。若站点一开始就侦听到信道忙，它就等到下一时隙，然后开始上述过程。
3、IEEE802.3
IEEE802标准已被ANSI采用未美国国家标准，被NIST采用未政府标准，并且被ISO作为国际标准，称之为ISO
8802。这些标准在物理层和MAC子层上有所不同，但在数据链路层上是兼容的。
这些标准分成几个部分。802.1标准对这组标准做了介绍并且定义了接口原语；802.2标准描述了数据链路层的上部，它使用了逻辑链路控制LLC(logical
link control)协议。802.3到802.5分别描述了3个局域网标准，分别是CSMA/CD、令牌总线和令牌环标准，每一标准均包括物理层和MAC子层协议，下面仅介绍802.3。
3.1 IEEE802.3标准及以太网
IEEE802.3标准适用于1-持续CSMA/CD局域网。其工作原理是：当站点希望传送时，它就等到线路空闲为止，否则就立即传输。如果两个或多个站点同时在空闲的电缆上开始传输，它们就会冲突。于是所有冲突站点终止传送，等待一个随机的时间后，再重复上述过程。
已出版的802.3标准与以太网的细微差别是：它描述了运行在各种介质上的从1Mb/s~10Mb/s的1-持续CSMA/CD系统的整个家族。另外，二者的一个头部字段也有所不同（802.3的长度字段用作以太网的分组类型）。
许多人（错误地）?quot;以太网"作为CSMA/CD协议的总称，尽管这一名词只表示了实现802.3的某个特定产品。
3.2 802.3的电缆
3.2.1四种电缆
此处按历史顺序介绍。
第一种是10Base5电缆，它通常被称为"粗以太网（thick ethernet）"电缆，802.3标准建议为黄色，每隔2.5m一个标志，标明分接头插入处，连接处通常采用插入式分接头（vampire
tap），将其触针小心地插入到同轴电缆的内芯。名称10Base5表示的意思是：工作速率为10Mb/s，采用基带信号，最大支持段长为500m。
第二种电缆是10Base2，或称为"细以太网（thin ethernet）"电缆,与"粗以太网"相对，并且很容易弯曲。其接头处采用工业标准的BNC连接器组成T型插座，它使用灵活，可靠性高。"细以太网"电缆价格低廉，安装方便，但是使用范围只有200m，并且每个电缆段内只能使用30台机器。
由于寻找电缆故障的麻烦，导致一种新的接线方式的产生，即所有站点均连接到一个中心集线器（hub）上。通常，这些连线是电话公司的双绞线。这种方式被称为10Base-T。这种结构使增添或移去站点变得十分简单，并且很容易检测到电缆故障。10Base-T的缺点是，其电缆的最大有效长度为距集线器100m，即使是高质量的双绞线（5类线），最大长度可能也只有150m。另外，大集线器的价格也较高。尽管如此，由于其易于维护，10Base-T还是应用得越来越广泛。
802.3中可用的第四种电缆连接方式是10Base-F，它采用了光纤。这种方式由于其连接器和终止器的费用而十分昂贵，但是它却有极好的抗干扰性，常用于办公大楼或相距较远的集线器间的连接。
名称 电缆 最大区间长度 节点数/段 优点
10Base5 粗同轴电缆 500m 100 用于主干很好
10Base2 细同轴电缆 200m 30 最便宜的系统
10Base-T 双绞线 100m 1024 易于维护
10Base-F 光纤 2000m 1024 最适于在楼间使用
3.2.2 拓扑
下图给出了在建筑物内的不同走线方式。在(a)中，单根电缆如蛇形地穿越各个房间，每个站点从最近处接上电缆。(b)中，垂直的的主干线从地下室引向房顶，各层的水平电缆通过放大器（中继器）连到主干线上。在某些系统中，水平的电缆是细缆，主干线是粗缆。最普通的拓扑结构是树型，因为在网络上如果某些站点对间有两条路径，会造成两个信号间的干扰。
3.2.3 中继器
802.3的每种版本都有一个区间最大电缆长度。为了使网络范围更大，可以用中继器（repeater）连接多根电缆，如上图(d)所示。中继器是一个物理层设备，它双向接收、放大并重发信号。对软件而言，由中继器连接起来的一系列电缆段同单根电缆并无区别（除了中继器产生的一些延迟以外）。一个系统中可拥有多个电缆段和多个中继器，但两个收发器间不得超过2.5km，任意两个收发器间的路径上不得有4个以上的中继器。
3.3 帧格式
802.3的帧结构以7字节的先导字段开头，每字节的内容为10101010。随后是内容为10101011的一字节，标志着帧本身的开始。接下来是目的地址和源地址，尽管标准允许2字节和6字节两种地址，但是10Mb/s基带网标准规定只使用6字节地址（目的地址的最高位为0是普通地址，为1时是组播地址，全1时为广播地址）。然后是2字节长度字段（值为0~1500）和数据部分，如果帧的数据部分少于46字节，使用填充字段以达到要求的最短长度。最后一个字段是校验和，采用的算法是循环冗余校验。
3.4 交换式802.3局域网
交换式局域网的心脏是一个交换机，在其高速背板上插有4~32个插板，每个板上有1~8个连接器。大多数情况下，交换机都是通过一根10Base-T双绞线与一台计算机相连。
当一个站点想发送一802.3帧时，它就向交换机输出一标准帧。插板检查该帧的目的地是否为连接在同一块插板上的另一站点。如果是，就复制该帧。如果不是，该帧就通过高速背板被送向连有目的站点点插板。通常，背板通过采用适当的协议，速率高达1Gb/s。
如果一块插板上连接的两个站点同时发送一帧，会如何解决？这取决于插板的构造方式。
一种方式都是插板上的所有端口连在一起形成一个插板上局域网。插板上局域网的冲突检测与处理方式与CSMA/CD网络完全一样，并采用二进制后退算法进行重发。采用这种插板，任一时刻每块板上只可能有一个帧发送，但所有插板的发送可以并行进行。通过使用这种方案，每个插板与其他插板独立，属于自己的冲突域（collision
domain）。
另一种插板采用了缓冲方式，因此，当有帧到达时，它们首先被缓冲在插板上的RAM中。这种方案允许所有端口并行地接受和发送帧。一旦一帧被完全接受，插板就检查接收帧的目的地是同一插板上的另一端口，还是其他插板上的端口。在前一种情况下，帧会被直接发送到目的端口，在后一种情况下，帧必须通过背板发送到正确的插板上。采用这种方案，每一个端口是一个独立的冲突域，因此冲突不会发生。该系统的总吞吐量是10Base-5的倍数。
因为交换机只要求每个输入端口接收的是标准802.3帧，所以可将它的端口用作集线器，如果所有端口连接的都是集线器，而不是单个站点，交换机就变成了802.3到802.3的网桥。
4、快速以太网
FDDI曾被认为是下一代的LAN，但是除了主干网市场外（在这方面FDDI一直很出色），它很少被使用。因为其站点管理过于复杂，从而导致芯片复杂和价格昂贵。FDDI的巨大费用使得工作站制造商不愿让它成为标准网络，因此从不大量生产，FDDI也就无法占据大块市场。1992年IEEE重新召集了802.3委员会，指示他们制订一个快速的LAN。802.3委员会决定保持802.3原状，只是提高其速率，IEEE在1995年6月正式采纳了其成果802.3u。从技术角度上讲，802.3u并不是一种新的标准，只是对现存802.3标准的追加，习惯上称为快速以太网。
其基本思想很简单：保留所有的旧的分组格式，接口以及程序规则，只是将位时从100ns减少到10ns，并且所有的快速以太网系统均使用集线器，不再使用带有刺入式分接头或BNC连接头的多点电缆。下面介绍各种类型的连线。
(1)100Base-T4
即3类UTP，它采用的信号速度为25MHz，需要四对双绞线，不使用曼彻斯特编码，而是三元信号，每个周期发送4比特，这样就获得了所要求的100Mb/s，还有一个33.3Mb/s的保留信道。该方案即所谓的8B6T（8比特被映射为6个三进制位）。
(2)100Base-TX
即5类UTP，其设计比较简单，因为它可以处理速率高达125MHz以上的时钟信号，每个站点只需使用两对双绞线，一对连向集线器，另一对从集线器引出。它没有采用直接的二进制编码，而是采用了一种运行在125MHz下的被称为4B5B的编码方案。100Base-TX是全双工的系统。
(3)100Base-FX
使用两束多模光纤，每束都可用于两个方向，因此它也是全双工的，并且站点与集线器之间的最大距离高达2km。
100Base-T4和100Base-FX可使用两种类型（共享式、交换式）的集线器，它们统称为100Base-T。在共享式集线器中，所有的输入线（或者至少是所有连到同一块卡上的接线）在逻辑上连在一起，形成了同一个冲突域。100Base-FX电缆与正常的以太网冲突算法来说显得过长，所以它们必须与缓存的交换式集线器相连，每根电缆各为一个冲突域
5、千兆以太网
5.1 综述
以太网标准由IEEE LAN-MAN标准委员会的802.3工作组创建并维护。近几年，802.3z工作组致力于光纤和屏蔽跨接电缆集合（"短距离铜线"）的千兆以太网解决方案。1997年春天，新的工作组802.3ab成立，研究基于4对5类缆线的"长距铜线"解决方案，其标准为4对5类UTP、最大长度100米的千兆以太网连接，该标准为以太网MAC层定义了一个接口GMII（Gigabit
Media Independent Interface），还定义了管理、中继器操作、拓扑规则及四种物理层信令系统：1000Base-SX（短波长光纤）、1000Base-LX（长波长光纤）、1000Base-CX（短距离铜线）和1000Base-T（100米4对5类UTP）。
注：1000Base-CX为150欧姆、平衡屏蔽的特殊电缆集合，线速1.25Gbps，使用基于光通道的8B/10B编码方式，其时间帧与光纤连接相同。
5.2 千兆以太网产品
千兆以太网也是以太网，其产品没多大变化，主要有：交换机、上连/下连模块、网卡、千兆以太网路由器，以及一种新设备，叫缓存式分配机（buffered
distributor）。
缓存式分配机是一种全双工、多端口的类似集线器的设备，将两个或工作在1Gbps以上的802.3链路连接起来。缓存式分配机把分组转发到除源链路外其它所有链路上，提供共享带宽域（与802.3的冲突域相对），也被称为"盒子中的CSMA/CD"。它与802.3的中继器（repeater）不同，允许在转发到达各链路的帧之前先加以缓冲。
作为共享带宽设备，缓存式分配器应与路由器和交换机区分开。配有千兆以太网接口的路由器可以有支持高于或低于千兆速率的背板，而连到千兆以太网缓存式分配器背板的端口共享一千兆的带宽，对于多端口的千兆以太网交换机而言，其高性能背板可支持数千兆的带宽。
5.3 升级到千兆以太网
千兆以太网最初的应用将是在路由器、交换机、集线器、中继器和服务器之间需要高带宽的校园或建筑物。下面举出几种升级方式的例子。
(1)升级交换机到交换机的连接
这是很直接的升级方案，将快速以太网交换机或中继器之间的100Mbps连接升级或100/1000交换机之间的1000Mbps连接，从而可支持更多的交换和共享快速以太网段。
(2)升级交换机到服务器的连接
最简单的升级方案，将快速以太网交换机升级成千兆以太网交换机，与安装了千兆以太网卡的高性能服务器组与1000Mbps的高速率相连，提供对应用和文件服务的高速访问能力。
(3)升级交换式快速以太网主干
多个10/100交换机构成的快速以太网主干可以升级为支持多个100/1000交换机及其它含有千兆以太网接口和上连模块的路由器和集线器的千兆以太网交换机。若需要也可安装千兆集线器和/或缓存式分配器。
(4)升级共享FDDI主干
方式为将FDDI集中器或集线器或者以太网到FDDI的路由器升级为千兆以太网交换机或缓存式分配器。
(5)升级到高性能桌面
随着千兆以太网发展，在连接快速以太网或FDDI的桌面机仍缺乏带宽时，千兆以太网卡将用于升级高性能桌面机。高性能桌面机将直接连接到千兆以太网交换机或缓存式分配器。
交换式以太网技术
交换式技术发展过程
以太网交换机，英文为SWITCH，也有人翻译为开关，交换器或称交换式集线器。我们首先回顾一下局域网的发展过程。
计算机技术与通信技术的结合促进了计算机局域网络的飞速发展，从六十年代末ALOHA的出现到九十年代中期1000MBPS交换式以太网的登台亮相，短短的三十年间经过了从单工到双工，从共享到交换，从低速到高速，
从简单到复杂，从昂贵到普及的飞跃。
八十年代中后期，由于通信量的急剧增加，促使技术的发展，使局域网的性能越来越高，最早的1MBPS的速率已广泛地被今天的100BASE－T和100CG－ANYLAN替代，但是，传统的媒体访问方法都局限于使大量的站点共享对一个公共传输媒体的访问，
既CSMA/CD。
九十年代初，随着计算机性能的提高及通信量的聚增，传统局域网已经愈来愈超出了自身的负荷，交换式以太网技术应运而生，大大提高了局域网的性能。与现在基于网桥和路由器的共享媒体的局域网拓扑结构相比，网络交换机能显著的增加带宽。交换技术的加入，就可以建立地理位置相对分散的网络，使局域网交换机的每个端口可平行、安全、同时的互相传输信息，而且使局域网可以高度扩充。
从网桥、多端口网桥到交换机
局域网交换技术的发展要追溯到两端口网桥。桥是一种存储转发设备，用来连接相似的局域网。从互联网络的结构看，桥是属于DCE级的端到端的连接；从协议层次看，桥是在逻辑链路层对数据帧进行存储转发；与中继器在第一层、路由器在第三层的功能相似。两端口网桥几乎是和以太网同时发展的。
以太网交换技术（SWITCH）是在多端口网桥的基础上与九十年代初发展起来的，实现OSI模型的下两层协议，与网桥有着千丝万缕的关系，甚至被业界人士称为"许多联系在一起的网桥"，因此现在的交换式技术并不是什么新的标准，而是现有技术的新应用而已，是一种改进了的局域网桥，与传统的网桥相比，它能提供更多的端口（4～88）、更好的性能、更强的管理功能以及更便宜的价格。现在某些局域网交换机也实现了OSI参考模型的第三层协议，实现简单的路由选择功能，目前很热的第三层交换就是指此。以太网交换机又与电话交换机相似，除了提供存储转发（STORE
ANG FORWORD）方式外还提供了其它的桥接技术，如：直通方式（CUT THROUGH）。
交换式以太网的工作原理
以太网交换机的原理很简单，它检测从以太端口来的数据包的源和目的地的MAC（介质访问层）地址，然后与系统内部的动态查找表进行比较，若数据包的MAC层地址不在查找表中，则将该地址加入查找表中，并将数据包发送给相应的目的端口。
交换式以太网技术的优点 交换式以太网不需要改变网络其它硬件，包括电缆和用户的网卡，仅需要用交换式交换机改变共享式HUB，节省用户网络升级的费用。
可在高速与低速网络间转换，实现不同网络的协同。目前大多数交换式以太网都具有100MBPS的端口，通过与之相对应的100MBPS的网卡接入到服务器上，暂时解决了10MBPS的瓶颈，成为网络局域网升级时首选的方案。
它同时提供多个通道，比传统的共享式集线器提供更多的带宽，传统的共享式10MBPS/100MPS以太网采用广播式通信方式，每次只能在一对用户间进行通信，如果发生碰撞还得重试，而交换式以太网允许不同用户间进行传送，比如，一个16端口的以太网交换机允许16个站点在8条链路间通信。
特别是在时间响应方面的优点，使的局域网交换机倍受青睐。它以比路由器低的成本却提供了比路由器宽的带宽、高的速度，除非有上广域网（WAN）的要求，否则，交换机有替代路由器的趋势。
直通式（cut throuth），存储转发（store-and-forward）的比较
直通方式的以太网络交换机可以理解为在各端口间是纵横交叉的线路矩阵电话交换机。它在输入端口检测到一个数据包时，检查该包的包头，获取包的目的地址，启动内部的动态查找表转换成相应的输出端口，在输入与输出交叉处接通，把数据包直通到相应的端口，实现交换功能。由于不需要存储，延迟（LATENCY）非常小、交换非常快，这是它的优点；它的缺点是：因为数据包的内容并没有被以太网交换机保存下来，所以无法检查所传送的数据包是否有误，不能提供错误检测能力，由于没有缓存，不能将具有不同速率的输入/输出端口直接接通，而且，当以太网络交换机的端口增加时，交换矩阵变的越来越复杂，实现起来相当困难。
存储转发方式是计算机网络领域应用最为广泛的方式，它把输入端口的数据包先存储起来，然后进行CRC检查，在对错误包处理后才取出数据包的目的地址，通过查找表转换成输出端口送出包。正因如此，存储转发方式在数据处理时延时大，这是它的不足，单是它可以对进入交换机的数据包进行错误检测，尤其重要的是它可以支持不同速度的输入输出端口间的转换，保持高速端口与低速端口间的协同工作。
第二层和第三层交换及其与路由器方案的竞争
如前所述，局域网交换机是工作在OSI第二层的，可以理解为一个多端口网桥，因此传统上称为第二层交换；目前，交换技术已经延伸到OSI第三层的部分功能，既所谓第三层交换，第三层交换可以不将广播封包扩散，直接利用动态建立的MAC地址来通信，似乎可以看懂第三层的信息，如IP地址、ARP等，
具有多路广播和虚拟网间基于IP、IPX等协议的路由功能，这方面功能的顺利实现得力于专用集成电路（ASIC）的加入，把传统的由软件处理的指令改为ASIC芯片的嵌入式指令，从而加速了对包的转发和过滤，使得高速下的线性路由和服务质量都有了可靠的保证。目前，如果没有上广域网的需要，在建网方案中一般不再应用价格昂贵、带宽有限的路由器。
虚拟局域网技术
交换技术的发展，允许区域分散的组织在逻辑上成为一个新的工作组，而且同一工作组的成员能够改变其物理地址而不必重新配置节点，这就是用到所谓的虚拟局域网技术（VLAN）。用交换机建立虚拟网就是使原来的一个大广播区（交换机的所有端口）逻辑的分为若干个"子广播区"，在子广播区里的广播封包只会在该广播区内传送，其它的广播区是收不到的。VLAN通过交换技术将通信量进行有效分离，从而更好地利用带宽，并可从逻辑的角度出发将实际的LAN基础设施分割成多个子网，它允许各个局域网运行不同的应用协议和拓扑结构，对这部分详细内容感兴趣的读者可以参考IEEE802.10规定。
网络标准介绍
IEEE 802.1、802.2(LLC) 关于以太网接口标准
IEEE 802.3 CSMA/CD
IEEE 802.3z 千兆以太网
IEEE 802.4 令牌总线
IEEE 802.5 令牌环
IEEE 802.6 MAN
IEEE 802.7 FDDI
ITU-T I.432.2 155.52Mbps UNI接口
ITU-T G.707 155.52Mbps NNI接口
ITU-T G.957 155.52Mbps光接口
ITU-T I.361 ATM层UNI/NNI接口
ITU-T I.365.5 SAR、CPCS子层
ITU-T Q.2110 SSCOP子层
ITU-T Q.2130/Q.2140 SSCF关于UNI/NNI子层
ITU-T Q.2931、Q.2971 UNI接口信令
ITU-T Q.704及Q.2761-2764 NNI接口信令
ITU-T G.703/704 E1接口及桢结构标准
RFC 193 TCP
RFC768 UDP
RFC1577 CLIP over ATM
RFC1483 NSAP encapsulation(bridged PVC)
CCITT建议：
G.702 数字系列比特率
G.703 数字系列接口的物理/电气特性
G.704 用于一次群和二次群等级的同步帧结构
G.706 关于G.704建议中基本帧同步和循环冗余检验（CRC）过程
G.707 同步数字系列比特率
G.708 同步数字系列的网络节点接口
G.709 同步复用结构
I. 113 ISDN宽带方面的术语词汇
I.121 宽带ISDN概貌
I.150 BISDN的ATM功能特性
I.211 BISDN的业务概貌
I.311 BISDN的一般网络概貌
I.321 BISDN的协议参考模型及其应用
I.327 BISDN的网络功能体系
I.361 BISDN的ATM层规范
I.362 BISDN的ATM适配层（AAL）功能描述
I.363 BISDN的ATM适配层（AAL）规范
I.364 BISDN中对宽带无连接数据业务的支持
I.371 BISDN中的流量和拥塞控制
I.413 BISDN用户-网络接口
I.414 ISDN和BISDN用户接入的第1层建议概貌
I.430 一次群速率用户-网络接口的第1层规范
I.431 BISDN用户-网络接口物理层规范
I.441 ISDN用户-网络接口数据链路层规范
I.600 维护原理在ISDN用户接入和用户安装上的应用
I.610 BISDN接入的OAM原理
M.20 电信网的维护原理
M.30 电信管理网的原理
M.36 ISDN的维护原理
路由器技术综述
在当今信息化社会中，人们对数据通信的要求日益增加。路由器作为IP网的核心设备，其技术已成为当前信息产业的关键技术。
什么是路由器
路由器是工作在OSI参考模型第三层--网络层的数据包转发设备。路由器通过转发数据包来实现网络互连。虽然路由器可以支持多种协议（例如TCP/IP、IPX/SPX、AppleTalk等协议），但是在我国绝大多数路由器运行TCP/IP协议。
路由器通常连接两个或多个由IP子网或点到点协议标识的逻辑端口，至少拥有1个物理端口。路由器根据收到数据包中的网络层地址以及路由器内部维护的路由表决定输出端口以及下一跳地址，并且重写链路层数据包头实现转发数据包。
路由器通常动态维护路由表来反映当前的网络拓扑。路由器通过与网络上其他路由器交换路由和链路信息来维护路由表。
路由器是连接IP网的核心设备。
路由器的分类
当前路由器分类方法各异。各种分类方法有一定的关联，但是并不完全一致。
从能力上分，路由器可分高端路由器和中低端路由器。各厂家划分并不完全一致。通常将背板交换能力大于40G的路由器称为高端路由器，背板交换能力40G以下的路由器称为中低端路由器。以市场占有率最大的Cisco公司为例，12000系列为高端路由器，7500以下系列路由器为中低端路由器。
从结构上分，路由器可分为模块化结构与非模块化结构。通常中高端路由器为模块化结构，低端路由器为非模块化结构。
从网络位置划分，路由器可分为核心路由器与接入路由器。核心路由器位于网络中心，通常是使用高端路由器。要求快速的包交换能力与高速的网络接口，通常是模块化结构。接入路由器位于网络边缘，通常使用中低端路由器。要求相对低速的端口以及较强的接入控制能力。
从功能分，路由器可分为通用路由器与专用路由器。一般所说的路由器为通用路由器。专用路由器通常为实现某种特定功能对路由器接口、硬件等作专门优化。例如接入服务器用作接入拨号用户，增强PSTN接口以及信令能力；VPN路由器增强隧道处理能力以及硬件加密；宽带接入路由器强调宽带接口数量及种类。
从性能上分，路由器可分为线速路由器以及非线速路由器。通常线速路由器是高端路由器，能以媒体速率转发数据包；中低端路由器是非线速路由器。但是一些新的宽带接入路由器也有线速转发能力。
路由器分类方法还有很多，并且随着路由器技术的发展，可能会出现越来越多的分类方法。
路由器功能
路由器通常实现下列基本功能：
实现IP、TCP、UDP、ICMP等互联网协议。
连接到两个或多个数据包交换的网络。对每个连接到的网络，实现该网络所要求的功能。这些功能包括：
IP数据包封装到链路层帧或从链路层帧中取出IP数据包。
按照该网络所支持的最大数据包大小发送或接收IP数据报。该大小是网络最大传输单元（MTU）。
将IP地址与相应网络的链路层地址相互转换。例如将IP地址转换成以太网硬件地址。
实现网络支持的流量控制和差错指示。
接收及转发数据包，在收发过程中实现缓冲区管理、拥塞控制以及公平性处理。
出现差错时辨认差错并产生ICMP差错及必要的差错消息。
丢弃生存时间（TTL）域为0的数据包。
必要时将数据包分段。
按照路由表信息，为每个IP数据包选择下一跳目的地。
支持至少一种内部网关协议（IGP）与其他同一自治域中路由器交换路由信息及可达性信息。支持外部网关协议（Exterior
Gateway Protocol，EGP）与其他自治域交换拓扑信息。
提供网络管理和系统支持机制，包括存储/上载配置、诊断、升级、状态报告、异常情况报告及控制等。
路由器技术
路由器软件
路由器技术中最核心的技术是软件技术。路由软件是最复杂的软件之一。有些路由软件运行在UNIX操作系统上，有些路由软件运行在嵌入式操作系统上，甚至有些软件为提高效率，本身就是操作系统。全球最大的路由器生产厂家Cisco公司曾一度宣称是一个软件公司，可见路由器软件在路由器技术中所占的重要地位。
路由器软件一般实现路由协议功能、查表转发功能和管理维护等其他功能。由于互联网规模庞大，运行在互联网上路由器中的路由表非常巨大，可能包含几十万条路由。查表转发工作可想而知非常繁重。在高端路由器中上述功能通常由ASIC芯片硬件实现。
路由软件的高复杂性另一方面体现在高可靠性、高可用性以及鲁棒性。实现路由软件的功能并不复杂，在免费共享软件中我们甚至可以得到路由协议和数据转发的实现源码。但是难点在于需要该软件每年365天，每天24小时高效可靠地运行。
在路由器研制过程中，可以通过购买商用源码等形式迅速实现路由器。但是通常认为路由器软件需要一年甚至两年的时间来稳定。
可编程ASIC
ASIC芯片是专用集成电路，是当前路由器实现线速转发数据的的核心技术。可编程ASIC将多项功能集中到一个芯片上，具有设计简单、可靠性高、电源消耗少等优点，能使设备得到更高的性能和更低的成本。
通过ASIC芯片的使用，还可以增加设备端口密度。使用ASIC芯片的端口密度是使用通用芯片时端口密度的数倍。
可编程ASIC芯片的设计是当前高性能路由器实现的硬件保证。
路由器接口
路由器接口用作将路由器连接到网络，可以分为局域网接口及广域网接口两种。局域网接口主要包括以太网(10M、100M和1000M以太网)、令牌环、令牌总线、FDDI等网络接口。广域网主要包括E1/T1、E3/T3、DS3、通用串行口（可转换成X.21
DTE/DCE、V.35 DTE/DCE、RS232 DTE/DCE、RS449 DTE/DCE、EIA530
DTE）ATM接口、POS接口等网络接口。
当前路由器接口技术较成熟，难点在于高密度接口板的设计与制作和高速接口（大于/等于2.5Gbps）的实现。
路由协议
路由器路由协议的实现是路由器软件中重要组成部分。路由协议用作建立以及维护路由表。路由表用于为每个IP包选择输出端口或下一跳地址。开放的路由协议主要包含RIP/RIPv2、OSPF、IS－IS和BGP4。
RIP/RIPv2、OSPF和IS－IS作为域内路由协议，一般用在AS(自治系统)内部，用于在AS内部计算以及交换网络可达性消息。RIP/RIPv2是距离向量路由协议，一般用于企业内部小规模网络。OSPF和IS－IS协议原理和实现都类似，是链路状态协议，一般用于大规模企业网或运营商网络。
BGP4协议基于距离向量，是当前AS间路由协议的唯一选择。通常BGP交换大量网络可达性消息，是IP网上重要协议。
路由协议的实现与路由器软件要求相似，需要实现高可靠、高稳定、鲁棒性以及安全性。路由器性能
路由器性能通常主要包含如下内容：
背板能力：通常指路由器背板容量或者总线能力。
吞吐量：指路由器包转发能力。
丢包率：指路由器在稳定的持续负荷下由于资源缺少在应该转发的数据包中不能转发的数据包所占比例。
转发时延：指需转发的数据包最后一比特进入路由器端口到该数据包第一比特出现在端口链路上的时间间隔。
路由表容量：指路由器运行中可以容纳的路由数量。
可靠性：指路由器可用性、无故障工作时间和故障恢复时间等指标。
路由器队列管理机制
由于路由器是基于分组交换的设备，在每个端口上带宽统计复用，所以路由器必须在端口上维护一个或多个队列，否则路由器无法处理多个数据包同时向同一端口转发以及端口上QoS能力等问题。队列管理算法的好坏直接影响路由器性能、QoS能力以及拥塞管理能力。通常队列管理算法分为基于时标算法、基于轮转算法以及基于优先级队列等。
基于时标的分组调度算法都有相同的形式，它们为每个分组维持两个时标，一个命名为起始时标（start time－stamp），一个命名为完成时标（finish
time－stamp）。路由器根据上述时标来决定下一转发数据包。基于时标的算法最常见的有WFQ、WF2Q等。
另一类调度算法是基于轮转调度机制的，它们的工作原理与操作系统里的多任务轮转调度有类似之处。基于轮转的调度算法通常有WRR、DRR等。
基于优先级的队列管理能根据预先规定或用户指定的优先级，调度不同队列的数据包转发。
路由器通常还在队列中使用RED（随即早期侦测）、WRED（加权随即早期侦测）等机制来避免拥塞。
MPLS技术
作为一种高效的IP骨干网技术平台，MPLS技术为下一代的IP网络提供了一种灵活的而且具有可扩展性的骨干网交换技术基础。使用MPLS技术，将可以大大提高网络的运行效率，可以实现对IP网上业务的QoS划分，并且可以通过流量工程对网络的资源进行合理的分配，实现约束路由。借助于这些能力，MPLS网络还将能够提供高效的VPN业务、实时业务等。可以说，MPLS技术很有可能成为IP网络向下一代的电信级的IP网络演进中的关键技术。所以MPLS技术也可能是路由器是否成为下一代IP网络的核心设备的关键。
虽然MPLS拥有种种优点，但是在大网上还没有广泛应用。原因在于协议不成熟，多厂商互通性存在问题，MPLS跨AS甚至跨Area存在问题，VC
Merge(VC合并)需要研究。然而在目前看来，MPLS是实现基于网络VPN最理想的方案并且能够实现流量工程。未来IP网的研究必须探讨采用MPLS的可能性。路由器设备必须考虑实现MPLS。
VPN技术
VPN是指在公用网络上建立虚拟私有网。可以从不同的角度对VPN进行分类：
按接入方式划分
专线VPN：为已经通过专线接入ISP边缘路由器的用户提供的VPN实现方案。
拨号VPN(又称VPDN)：指为利用拨号PSTN或ISDN接入 ISP的用户提供的VPN业务。
按协议类型划分
第二层隧道协议：点到点隧道协议(PPTP)、第二层转发协议(L2F)、第二层隧道协议(L2TP)。
第三层隧道协议：通用路由封装协议(GRE)、IP安全(IPSec)。
MPLS隧道协议可以看成在第二层和第三层之间。
按VPN的发起方式划分
客户发起(也称基于客户的)：VPN服务提供的起始点和终止点是面向客户的，其内部技术构成、实施和管理对VPN客户可见。
服务器发起(也称客户透明方式或基于网络的)：在公司中心部门和ISP处(称为POP)安装VPN软件，客户无须安装任何特殊软件。
按目前运营商所开展的类型划分
拨号VPN业务(VPDN)：就是第一种划分方式中的VPDN。
虚拟租用线(VLL)：是对传统的租用线业务的仿真，以IP网络对租用线进行模拟，而这样一条虚拟租用线两端的用户看来，该虚拟租用线等价于过去的租用线。
虚拟专用路由网(VPRN)业务：包括两类，一是使用传统的VPN协议，如 IPSec、GRE等实现的VPRN。另外一种是MPLS方式的VPN。
路由器上的QoS
路由器上的QoS可以通过下面几种手段获得：
通过大带宽得到。在路由器上除增加接口带宽以外不作任何额外工作来保障QoS。
由于数据通信没有相应公认的数学模型作保障，该方法只能粗略地使用经验值作估计。通常认为当带宽利用率到达50％以后就应当扩容，保证接口带宽利用率小于50％。
通过端到端带宽预留实现。该方法通过使用RSVP或者类似协议在全网范围内通信的节点间端到端预留带宽。该方法能保证QoS，但是代价太高，通常只在企业网或者私网上运行，在大网公网上无法实现。
通过接入控制、拥塞控制和区分服务（DiffServ）等方式得到。该方式无法完全保证QoS。这能与增加接口带宽等方式结合使用，在一定程度上提供相对的CoS。
通过MPLS流量工程得到。
路由器安全性
路由器的安全性分两方面，一方面是路由器本身的安全，另一方面是数据的安全。
由于路由器是互联网的核心，是网络互连的关键设备。所以路由器的安全要求比其他设备的安全性要求更高。主机的安全漏洞最多导致该主机无法访问，路由器的安全漏洞可能导致整个网络不可访问。
路由器的安全漏洞可能存在管理上原因和技术上原因。在管理上，对路由器口令糟糕的选择、路由协议授权机制的不恰当使用、错误的路由配置都可能导致路由器工作出现问题。技术上路由器的安全漏洞可能有如下方面：
恶意攻击。如窃听、流量分析、假冒、重发、拒绝服务、资源非授权访问、干扰、病毒等攻击。
软件漏洞。后门、操作系统漏洞、数据库漏洞、TCP/IP协议漏洞、网络服务等都可能会存在漏洞。
路由器所传递数据的安全可以由网络提供或者用户提供。如果由网络提供则只与接入路由器相关。通常可以由接入路由器提供IPSec安全通道来保证安全。
无线局域网技术
无线局域网络(Wireless Local Area Networks； WLAN)是相当便利的数据传输系统，它利用射频(Radio
Frequency； RF)的技术，取代旧式碍手碍脚的双绞铜线(Coaxial)所构成的局域网络，使得无线局域网络能利用简单的存取架构让用户透过它，达到「信息随身化、便利走天下」的理想境界。
为何使用无线局域网络
对于局域网络管理主要工作之一，对于铺设电缆或是检查电缆是否断线这种耗时的工作，很容易令人烦躁，也不容易在短时间内找出断线所在。再者，由于配合企业及应用环境不断的更新与发展，原有的企业网络必须配合重新布局，需要重新安装网络线路，虽然电缆本身并不贵，可是请技术人员来配线的成本很高，尤其是老旧的大楼，配线工程费用就更高了。因此，架设无线局域网络就成为最佳解决方案。
为何使用无线局域网络
对于局域网络管理主要工作之一，对于铺设电缆或是检查电缆是否断线这种耗时的工作，很容易令人烦躁，也不容易在短时间内找出断线所在。再者，由于配合企业及应用环境不断的更新与发展，原有的企业网络必须配合重新布局，需要重新安装网络线路，虽然电缆本身并不贵，可是请技术人员来配线的成本很高，尤其是老旧的大楼，配线工程费用就更高了。因此，架设无线局域网络就成为最佳解决方案。
什么情形需要无线局域网络
无线局域网络绝不是用来取代有线局域网络，而是用来弥补有线局域网络之不足，以达到网络延伸之目的，下列情形可能须要无线局域网络
◆ 无固定工作场所的使用者
◆ 有线局域网络架设受环境限制
◆ 作为有线局域网络的备用系统
无线局域网络存取技术
目前厂商在设计无线局域网络产品时，有相当多种存取设计方式，大致可分为三大类：窄频微波(Narrowband Microwave)技术、展频(Spread
Spectrum)技术、及红外线(Infrared)技术，每种技术皆有其优缺点、限制、及比较，接下来是这些技术方法的详细探讨。
展频技术
展频技术的无线局域网络产品是依据FCC(Federal Communications Committee；美国联邦通讯委员会)规定的ISM(Industrial
Scientific, and Medical)，频率范围开放在902M~928MHz及2.4G~2.484GHz两个频段，所以并没有所谓使用授权的限制。展频技术主要又分为「跳频技术」及「直接序列」两种方式。而此两种技术是在第二次世界大战中军队所使用的技术，其目的是希望在恶劣的战争环境中，依然能保持通信信号的稳定性及保密性。
一、 跳频技术 (FHSS)
跳频技术 (Frequency-Hopping Spread Spectrum； FHSS)在同步、且同时的情况下，接受两端以特定型式的窄频载波来传送讯号，对于一个非特定的接受器，FHSS所产生的跳动讯号对它而言，也只算是脉冲噪声。FHSS所展开的讯号可依特别设计来规避噪声或One-to-Many的非重复的频道，并且这些跳频讯号必须遵守FCC的要求，使用75个以上的跳频讯号、且跳频至下一个频率的最大时间间隔(Dwell
Time)为400ms。
二、 直接序列展频技术 (DSSS)
直接序列展频技术 (Direct Sequence Spread Spectrum； DSSS)是将原来的讯号「1」或「0」，利用10个以上的chips来代表「1」或「0」位，使得原来较高功率、较窄的频率变成具有较宽频的低功率频率。而每个bit使用多少个chips称做Spreading
chips，一个较高的Spreading chips可以增加抗噪声干扰，而一个较低Spreading Ration可以增加用户的使用人数。
基本上，在DSSS的Spreading Ration是相当少的，例如在几乎所有2.4GHz的无线局域网络产品所使用的Spreading
Ration皆少于20。而在IEEE802.11的标准内，其Spreading Ration大约在100左右。
三、 FHSS VS DSSS调变差异
无线局域网络在性能和能力上的差异，主要是取决于所采用的是FHSS还是DSSS来实现、以及所采用的调变方式。然而，调变方式的选择并不完全是随意的，像FHSS并不强求某种特定的调变方式，而且，大部分既有的FHSS都是使用某些不同形式的GFSK，但是，IEEE
802.11草案规定要使用GFSK。至于DSSS则过使用可变相位调变 (如：PSK、QPSK、DQPSK)，可以得到最高的可靠性以及表现高数据速率性能。
在抗噪声能力卜方面，采用QPSK调变方式的DSSS与采用FSK调变方式的FHSS相比，可以发现这两种不同技术的无线局域网络各自拥有的优势。FHSS系统之所以选用FSK调变方式的原因是因为FHSS和FSK内在架构的简单性，FSK无线讯号可使用非线性功率放大器，但这却牺牲了作用范围和抗噪声能力。而DSSS系统需要稍为贵一些的线性放大器，但却可以获得更多的回馈。
四、 DSSS VS FHSS之优劣
截至目前，若以现有的产品参数详加比较，可以看出DSSS技术在需要最佳可靠性的应用中具有较佳的优势，而FHSS技术在需要低成本的应用中较占优势。虽然我们可以在网际网络内看到各家厂商各说各话，但真正需要注意的是厂商在DSSS和FHSS展频技术的选择，必须要审慎端视产品在市场的定位而定，因为它可以解决无线局域网络的传输能力及特性，包括：抗干扰能力、使用距离范围、频宽大小、及传输资料的大小。
一般而言，DSSS由于采用全频带传送资料，速度较快，未来可开发出更高传输频率的潜力也较大。DSSS技术适用于固定环境中、或对传输品质要求较高的应用，因此，无线厂房、无线医院、网络社区、分校连网等应用，大都采用DSSS无线技术产品。FHSS则大都使用于需快速移动的端点，如行动电话在无线传输技术部分即是采用FHSS技术；且因FHSS传输范围较小，所以往往在相同的传输环境下，所需要的FHSS技术设备要比DSSS技术设备多，在整体价格上，可能也会比较高。以目前企业需求来说，高速移动端点应用较少，而大多较注重传输速率、及传输的稳定性，所以未来无线网络产品发展应会以DSSS技术为主流。
消费者选购无线局域网络时需要特别注意下列的特性，以决定自己合适的产品，包括：
◎ 涵盖范围；
◎ 传输率；
◎ 受Multipath影响程度；
◎ 提供资料整合程度；
◎ 和有线的基础设施之间的互操性；
◎ 和其它无线的基础设施之间的互操性；
◎ 抗干扰程度；
◎ 简单、易操作；
◎ 保密能力；
◎ 低成本；
◎ 电流消耗情况。
IEEE 802.11之相关信息
因应无线局域网络的强烈需求，美国的国际电子电机学会于1990年11月召开了802.11委员会，开始制定无线局域网络标准。
承袭IEEE802系列，802.11规范了无线局域网络的介质存取控制 (Medium Access Control
； MAC)层及实体 (Physical ；PHY)层。此较特别的是由于实际无线传输的方式不同，IEEE802.11在统一的
MAC层下面规范了各种不同的实体层，以因应目前的情况及未来的技术发展。目前802.11中制订了三种介质的实体，为了未来技术的扩充性，也都提供了多重速率
(Mulitiple Rates)的功能。这三个实体分别是：
一、2.4GHz Direct Sequence Spread Spectrum
速率1Mbps时用DBPSK调变 (Difference By Phase Shift Keying)
速率2Mbps 时用DQPSK调变 (Difference Quarter Phase Shift Keying)
接收敏感度 -80dbm
用长度11的Barker码当展频PN码
二、2.4GHz Frequency Hopping Spread Spectrum
速率1Mbps时用 2-level GFSK调变，接收敏感度 -80dbm,
速率2Mbps时用4-level GFSK调变，接收敏感度 -75dbm,
每秒跳2.5个 hops
Hopping Sequence在欧美有22组，在日本有4组
三、Diffused IR
速率1Mbps时用16ppm调变，接收敏感度2 ×10-5mW/平方公分
速率2Mbps时用4ppm调变，接收敏感度8 ×10-5mW/平方公分
波长850nm~950nm
其中前两种在2.4GHz的射频方式是依据ISM频段以展频技术可做不须授权使用的规定，这个频段的使用在全世界包含美国、欧洲、日本及台湾等主要国家都有开放。第三项的红外线由于目前使用上没有任何管制(除了安全上的规范)，因此也是自由使用的。
IEEE 802.11 MAC的基本存取方式称为 CSMA/CA (Carrier Sense Multiple
Access with Collision Avoidance)，与以太网络所用的CSMA/CD (Collision
Detection)变成了碰撞防止(Collision Avoidance)，这一字之差是很大的。因为在无线传输中感测载波及碰撞侦测都是不可靠的，感测载波有困难。另外通常无线电波经天线送出去时，自己是无法监视到的，因此碰撞侦测实质上也做不到。在802.11中感测载波是由两种方式来达成，第一是实际去听是否有电波在传，及加上优先权的观念。另一个是虚拟的感测载波，告知大家待会有多久的时间我们要传东西，以防止碰撞。
无线局域网络之产品简介
Access Point
一般俗称为网络桥接器，顾名思义即是当作传统的有线局域网络与无线局域网络之桥梁，因此任何一台装有无线网卡之PC均可透过AP去分享有线局域网络甚至广域网络之资源。除此之外，AP本身又兼具有网管之功能，可针对接有无线网络卡之PC作必要之控管。
Wireless LAN Card
一般称为无线网络卡，其与传统之Ethernet网络卡的差别是在于前者之资料传送乃是藉由无线电波，而后者则是透过一般的网络线。
目前无线网络卡的规格大致可分成2M, 5M, 11M,三种，而其适用之界面可分为PCMCIA, ISA, PCI三种界面。
Antenna
一般称为天线，此天线与一般电视，火腿族，大哥大所用之天线不同，其原因乃是因为频率不同所致，WLAN所用之频率为较高2.4GHz之频段。
天线之功能乃是将source之信号，藉由天线本身的特性而传送至远处，至于能传多远，一般除了考虑source的output
power强度之外，其另一重要因素乃是天线本身之dBi值，即俗称的增益值，dB值愈高，相对所能传达之距离也更远。通常每增加8dB则相对之距离可增至原距离的一半。
一般天线有所谓指向性(Uni-direction)与全向性(Omni-direction)两种，前者较适合于长距离使用，而后者则较适合区域性之应用。
无线局域网络之应用
大楼之间
大楼之间建构网络的连结，取代专线，简单又便宜。
餐饮及零售
餐饮服务业可使用无线局域网络产品，直接从餐桌即可输入并传送客人点菜内容至厨房、柜台。零售商促销时，可使用无线局域网络产品设置临时收银柜台。
医疗
使用附无线局域网络产品的手提式计算机取得实时信息，医护人员可藉此避免对伤患救治的迟延、不必要的纸上作业、单据循环的迟延及误诊等，而提升对伤患照顾的品质。
企业
当企业内的员工使用无线局域网络产品时，不管他们在办公室的任何一个角落，有无线局域网络产品，就能随意地发电子邮件、分享档案及上网络浏览。
仓储管理
一般仓储人员的盘点事宜，透过无线网络的应用，能立即将最新的资料输入计算机仓储系统。
货柜集散场
一般货柜集散场的桥式起重车，可于调动货柜时，将实时信息传回office，以利相关作业之逐行。
监视系统
一般位于远方且需受监控现场之场所，由于布线之困难，可藉由无线网络将远方之影像传回主控站。
展示会场
诸如一般的电子展，计算机展，由于网络需求极高，而且布线又会让会场显得凌乱，因此若能使用无线网络，则是再好不过的选择。
DSSS vs FHSS
DSSS FHSS
展 频 特 性 将原信号 "1" 或 "0" 利用10个以上的chips代表"1"
或 "0"，使得原来较高功率，较窄频率变成具有较宽频的低功率。 同步，同时接受两端以特定型式的窄频载波来传送讯号。对于一个非特定的reveiver，FHSS所产生的跳动讯号对它而言，只能算是脉冲噪声而已。
调 变 差 异 PSK，DBPSK，DQPSK GFSK
抗 噪 声 能 力 DSSS之DQPSK调变方式是采 线性放大器组成，其作用范围和抗噪声能力效果佳。 FHSS之FSK调变方式架构简单，采非线性功率放大器组成
。
差 异 性 High Speed Long Distance Easy Integration 适用于较固定环境中使用
作用范围较大 Low Speed Short Range Carrier Data Voice Better Security
DSSS与 FHSS 之取决端视产品在市场定位而定，因为它可以解决无线局域网络的传输能力及特性，包括抗干扰能力，使用距离范围，频宽大小及传输资料的大小。DSSS技术适用于固定环境中，或对传输品质要求较高的应用，因此，无线厂房，无线医院，网络社区，大都采用DSSS无线技术产品。而FHSS则大都使用于需快速移动的端点，如行动电话，其无线传输的技术部份即采用FHSS展频技术。
无线网络技术比较表
ItemSpecification Wireless LAN 802.11 HOME RF 1.09 BLUETOOTH
Application High speed wireless data networking(long distance)
Wireless communication in home & SOHO Wireless communication
in short range
Technology FHSS,DSSS FHSS FHSS
Frequency RF 2.4GHz RF 2.4GHz RF 2.4GHz
Power +18dbm +18dbm +18dbm
Data rate 11Mbps 11Mbps 1Mbps
Distance 150M 50M 10M
Transmission DSSS: DataFHSS: Data & Voice Data &
Voice Data & Voice
Specification IEEE Home RF group Bluetooth SIG
Interface USB,ISA,PCI,PCMCIA N/A Module
Main structure MAC,RF,Baseband MAC,RF,Baseband RF,Baseband,HCI,Ling
manager
Power consumption 250mA 100mA 40mA
Cost High Middle Low
PPPOE的技术介绍
1. PPP over Ethernet协议
1998年后期问世的以太网上点对点协议（PPP over Ethernet）技术是由Redback 网络公司、客户端软件开发商RouterWare公司以及Worldcom子公司UUNET
Technologies公司在IETF RFC制的基础上联合开发的。通过把最经济的局域网技术 以太网和点对点协议的可扩展性及管理控制功能结合在一起，网络服务提供商和电信运营商便可利用可靠和熟悉的技术来加速部署高速互联网业务。它使服务提供商在通过数字用户线、电缆调制解调器或无线连接等方式，提供支持多用户的宽带接入服务时更加简便易行。同时该技术亦简化了最终用户在动态地选择这些服务时的操作。
2. PPP over Ethernet基本帧格式
建立一个以太网上点对点协议会话包括两个阶段：1. 发现（Discovery）阶段。在Discovery过程中用户主机以广播方式寻找可以连接的所有的接入集线器，并获得其以太网MAC地址。然后选择需要连接的主机并确定所要建立的PPP会话识别标号。2.
PPP会话阶段。用户主机与接入集线器根据在发现阶段所协商的PPP会话连接参数进行PPP会话。因此对应于这两种过程，以太网上点对点协议帧格式（如图2）也包括两种类型：发现阶段的以太网帧中的类型字段为0x8863；PPP会话阶段的以太网帧中的类型字段为0x8864，它们均已得到IEEE的认可。PPPoE包中的版本(VER)
字段和类型（TYPE）字段长度均为4比特，在当前版本PPPoE建议中这两个字段值都固定为0x1。代码（CODE）字段长度为8比特，根据两阶段中各种数据包的不同功能而值不同。在PPP会话阶段CODE字段为0x00，发现阶段中的各种数据包格式将在下面详细介绍发现阶段时给出。版本标识号码（SESSION_ID）字段长度为16比特，在一个给定的PPP会话过程中它是固定不变的。值0xffffff为保留值。长度（LENGTH）字段为16比特长，指示PPPoE净荷长度。发现阶段PPPoE载荷可以为空或由多个标记（TAG）组成，每个标记都是TLV（类型-长度-值）的结构；PPP会话阶段PPPoE载荷为标准的点对点协议包。
3. 发现（Discovery）阶段的详细介绍
一个典型的发现（Discovery）阶段共包括4个步骤：1. 主机发出PPPoE有效发现启动（PADI）包。以太网目的地址为广播地址0xffffffffffff，CODE字段为0x09，SESSION_ID为0x0000。PADI包必须至少包含一个服务名称类型的标签（标签类型字段为0x0101），向接入集线器提出所要求提供的服务。2.
接入集线器收到在服务范围内的PADI包后，发送PPPoE有效发现提供（PADO）包以响应请求。其CODE字段为0x07
，SESSION_ID仍为0x0000。PADO包必须包含一个接入集线器名称类型的标签（标签类型字段为0x0102）以及一个或多个服务名称类型标签，表明可向主机提供的服务种类。3.
主机在可能收到的多个PADO包中选择一个合适的，然后向所选择的接入集线器发送PPPoE有效发现请求（PADR）包。其CODE字段为0x19
，SESSION_ID仍为0x0000。PADR包必须包一个服务名称类型标签，确定向接入集线器请求的服务种类。4.
接入集线器收到PADR包后准备开始PPP会话，它发送一个PPPoE有效发现会话确认（PADS）包。其CODE字段为0x65
，SESSION_ID为接入集线器所产生的一个唯一的PPPoE会话标识号码。PADS包也必须包含一个接入集线器名称类型的标签确认向主机提供的服务。当主机收到PADS包确认后，双方就进入PPP会话阶段。
还有一种PPPoE有效发现终止（PADT）包，在一个PPP会话建立后它随时可由主机或接入集线器中任何一方发送，指示PPP会话已终止。PADT包不需要任何标签，其CODE字段为0xa7
，SESSION_ID为需要终止的PPP会话的会话标识号码。
4. 以太网上点对点协议的优点
安裝与操作方式类似于以往的拨号网络模式，方便用戶使用。
用户处的xDSL调制解调器无须任何配置。
允许多个用户共享一个高速数据接入链路。适应小型企业和远程办公的要求。
终端用户可同时接入多个ISP，这种动态服务选择的功能可以使ISP容易创建和提供新的业务。
兼容现有所有的xDSL Modem 和DSLAM。
可与ISP現有接入结构相融合。
解决方案
