早期以太网技术揭秘：从共享总线、CSMA/CD到10BASE5黄粗线

如果你今天随便插一根网线，灯一亮就能上网，很容易觉得这是理所当然的事。但如果把时间拨回到以太网刚诞生的年代，你会发现——那时候的网络，更像是一门“手工活”，而且还带着一点点实验室气息。

那么，以太网在最初被开发出来时，究竟长什么样？又是怎么工作的？

以太网最早是“共享的”，不是一人一根线

现在我们用的以太网，大多是全双工、点到点的：一台设备，一根线，连到交换机，彼此互不干扰。

但最初的以太网，完全不是这样。

早期以太网是一个典型的：

• 共享介质
• 半双工
• 所有设备“挤”在一根线上

可以把它理解成：

一根同轴电缆，所有计算机都“挂”在这根线上。

谁想发送数据，就必须先听一听线路上有没有别人正在说话。

CSMA/CD：那个时代的“规则意识”

为了让多台设备共用一根线，以太网设计了一套当时非常聪明、但现在已经“退休”的机制：CSMA/CD。

拆开看其实不复杂：

• CS (载波侦听): 先听一听线路上有没有信号。
• MA (多路访问): 多个设备都可以访问这根线。
• CD (冲突检测): 如果同时说话，能发现“撞车”。

冲突是怎么回事？

哪怕你先听了一下线路是空的，也可能出现这种情况：

• 你和另一台机器几乎同时开始发送。
• 信号在电缆里传播是有延迟的。
• 结果就是——冲突。

冲突发生后怎么办？

规则很“硬核”：

• 所有检测到冲突的设备。
• 会向线路发送一段“干扰信号”。
• 确保任何设备都收不到一个“不完整的包”。
• 然后大家随机等待一段时间，再重新发送。

这套机制，直接影响了：

• 最大线缆长度
• 最小数据帧长度

因为你必须保证：冲突发生时，发送方还没“说完”，能及时检测到冲突。这一整套逻辑是早期以太网乃至许多现代网络协议设计的基石。

最早的以太网：3 Mbps与同轴电缆

以太网诞生于Xerox PARC。它最早的参数是：

• 速率: 约 3 Mbps（准确说是 2.94 Mbps）。
• 介质: 75 欧姆的 RG-11 同轴电缆。
• 连接方式: 金属“吸血鬼夹”。

是的，名字听起来就不太友好。

什么是“吸血鬼夹”？

简单说就是：

• 不用剪断电缆。
• 用专用工具直接钻穿电缆外皮。
• 接触到中间的导体。
• 把收发器“咬”在电缆上。

如果你钻歪了——轻则网络抖动，重则整条线都废了。

真正商用的版本：10 Mbps 的“黄粗线”

后来，第一代大规模商用的以太网出现了，也就是大家常说的：10BASE5。

它有几个非常鲜明的特点：

• 速率: 10 Mbps。
• 最大长度: 500 米。
• 线缆颜色: 亮黄色。
• 阻抗: 50 欧姆（RG-8/U）。

这根线在工程师圈里有个外号：

“黄粗线”

为什么非要是黄色？

据说是一个非常工程化、甚至有点血泪的原因：

早期有人把“吸血鬼夹”打在了别的黑色电缆上，直接把非网络系统搞瘫了。

于是：
干脆用一根谁都不会认错的黄色线。

一根线，全网共用

10BASE5 的典型部署方式是这样的：

• 一整根 500 米的同轴电缆，像蛇一样在机房、吊顶、走廊里绕。
• 线上有黑色标记点，标记点之间的距离是精确计算过的。
• 只能在这些标记位置接收发器。

这根线：

• 两端必须接终端电阻。
• 中间任何一点出问题 👉 整段网络一起瘫痪。

加一台设备，为什么这么痛苦？

在早期，有两种接入方式。

方式一：切线 + 接头（很稳定，但很痛）

工程师要做的事情包括：

1. 把整根线剪断。
2. 装 N 型接头。
3. 拧上收发器。
4. 恢复整条链路。

问题是：

• 必须全网断线。
• 操作时间长。
• 谁都不开心。

方式二：吸血鬼夹（更流行）

后来大家还是回到了“吸血鬼夹”：

• 不用剪断线缆。
• 用专用夹具精准打孔。
• 把收发器固定上去。

优点很明显：不用大范围停网，灵活。代价也很明显：工程质量高度依赖手艺，新手非常容易“翻车”。

AUI：网卡和收发器是分开的

还有一个很有年代感的设计：网卡 ≠ 收发器。

主机上只有一个AUI 接口，通过一根粗而硬的 AUI 电缆连接到外部的收发器上。特点是 AUI 电缆是被动的，收发器的电源来自主机，网卡本身并不直接“接触”网络介质。和现在“网卡上直接插网线”相比，结构明显复杂得多。

回头看：它真的很原始吗？

从今天的角度看，早期以太网确实布线复杂、容错性差、扩展极其痛苦。但放在当年，它有几个划时代的意义：

• 真正实现了局域网高速通信。
• 完全分布式，没有中心控制。
• 成本相对可控。
• 协议设计极其优雅。

CSMA/CD 的思想，直到今天依然是网络入门课程中的重要章节。

为什么现在再也看不到“黄粗线”了？

原因其实很简单：

• 冲突域严重限制性能。
• 共享介质难以扩展。
• 布线和维护成本高。
• 交换式以太网 + 双绞线完胜。

当交换机出现、全双工普及之后，冲突消失了，CSMA/CD 也正式“退役”，以太网才真正进入高速进化期。

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今天的以太网，已经从 3 Mbps、10 Mbps、100 Mbps，一路狂奔到 1 G、10 G、100 G。但它的起点，却是一根粗得像水管的黄色同轴电缆，一群工程师拿着工具，小心翼翼地在上面“打孔”。

了解这些历史，不是为了怀旧，而是为了明白：

我们现在用得如此顺手的网络，是一代又一代工程师，用无数次试错换来的。

如果哪天你在机房角落里看到一根又粗又黄的老线，别急着嫌弃——那可能就是以太网的“祖宗级设备”。在云栈社区，我们也经常探讨这些有趣的技术演进史，和更多开发者一起温故知新。

附：以太网历史时间点

年份	事件
1974	施乐PARC完成开发第一条以太网电缆，由罗伯特·梅特卡夫率先提出并领导开发。
1975	施乐为以太网提交专利申请。
1976	第一个以太网系统在内部私有部署，后续升级实现10 Mbit/s速率。梅特卡夫与博格斯发表著名论文《Ethernet: Distributed Packet-Switching for Local Computer Networks》。
1979	梅特卡夫离开施乐，创立3Com公司，并推动以太网成为行业标准。
1980	以太网第一个公开标准发布。
1982	发布升级版Ethernet II。
1983	IEEE 802.3标准发布。
1985	IEEE正式采纳以太网作为行业标准。
1986	10Base5以太网（黄粗线）引入。
1989	首个以太网交换机面世。
1991	T-568布线标准及Cat3双绞线引入，奠定现代以太网基础。
1994	光纤以太网开发完成。
1995	100 Mbps“快速以太网”成为新标准。
1998	千兆以太网获IEEE批准。
2001	10吉比特以太网开发完成，Cat5e及T-568B标准推出。
2002	10 GbE正式获批，Cat6电缆开发完成。
2003	以太网供电技术开发完成。
2010	40 GbE获批。
2015	100 GbE获批。