0 引言
这篇欠了好久，一直没补上。写了三个标题放着，想着哪个周六补一下，想着想着就个把月了。当初说什么坚持输出，屁话。
书归正传，今儿个总结一下以太网扩展的事。为啥扩展？不够用呗，用户越来越多，必须扩。既然叫扩展，就不是新增，在网络层来看，还是一个网络层。
1 物理层扩展
物理层进行扩展就是对线路进行扩展，使用转发器和集线器。在使用粗缆、细缆以太网时，为了避免主机距离过远（10BASE-T以太网不超过200米，否则信号传输后会衰弱到CSMA/CD协议不能正常工作）。改用双绞线以太网后，使用光纤（时延小，带宽高）进行集线器与主机间的连接，要求主机和集线器需要接光纤调制解调器，进行光电信号的转换。
除了主机到集线器，集线器间也可以进行光纤连接，以进行更大范围的扩展，如下截图所示。但这样做也有缺点，就是碰撞域的统一降低了吞吐量（转发器和集线器并不会进行缓存）。如截图所示，本来三个独立的碰撞域（吞吐量30Mbps）结合成一个（10Mbps），这就造成在一个时刻三个系的所有主机只能有一个在发送数据。
2 数据链路层扩展
既然物理层扩展有那么大缺点，那便自然有更优秀的扩展方式出现。在数据链路层的扩展，以太网桥最先出现。网桥会进行缓存转发，从一个接口收到的以太网帧，会根据其目的地址从地址表中选择某个接口转发出去。1990年出现了交换式集线器，又叫做以太网交换机，替代了以太网桥。此类交换机工作在数据链路层，有十几或更多个接口，每个接口与一台主机相连，全双工，能同时联通多对接口，并行运行。
以太网交换机采用专门的芯片进行硬件转发，所以速度比较快。有存储转发（来不及处理可以先存储缓存）和直通（接收时就直接根据目的MAC地址进行转发）两种类型的交换机，如果要进行速率匹配，协议转换和差错检测等，还是需要选择存储转发式交换机。目前一些交换机已经支持两种模式。
以太网交换机支持即插即用，通过自学习填充交换表。但是仅通过自学习填充交换表，也会有问题。因为在组网时，为了提高可靠性，会有冗余链路，这些链路的出现有可能造成以太网帧在环路中不断兜圈子。如下截图所示，
因为以太网交换机的出现，以太网连接方式不再是总线式（半双工），而变成了星型拓扑（全双工）。以太网交换机不共享总线，就没有碰撞问题，也自然不需使用CSMA/CD协议。既然以太网最重要的CSMA/CD协议都不使用了，为何还叫以太网？因为帧结构没有变化，仍在使用以太网帧结构。
3 虚拟局域网
虚拟局域网（Virtual Local Area Network，VLAN），就是逻辑上是局域网，实际物理连接不是。如下截图中所示，VLAN帧使用IEEE 802.1Q帧格式，每个帧中有明确的VLAN标示符。
同一个VLAN中的主机，物理位置可在同一个局域网，也可分处不同局域网。VLAN算是提供给用户的一种服务，为某些具有共同需求的主机建立一个虚拟的局域网。