以太网帧最小字节数以及以太网碰撞
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以太網是無連接的,不可靠的服務,采用盡力傳輸?shù)臋C制。以太網CSMA/CD我就不多講了,我相信大家都了解這個原理。
以太網是不可靠的,這意味著它并不知道對方有沒有收到自己發(fā)出的數(shù)據包,但如果他發(fā)出的數(shù)據包發(fā)生錯誤,他會進行重傳。以太網的錯誤主要是發(fā)生碰撞,碰撞是指兩臺機器同時監(jiān)聽到網絡是空閑的,同時發(fā)送數(shù)據,就會發(fā)生碰撞,碰撞對于以太網來說是正常的。
我們來看一下,假設A檢測到網絡是空閑的,開始發(fā)數(shù)據包,盡力傳輸,當數(shù)據包還沒有到達B時,B也監(jiān)測到網絡是空閑的,開始發(fā)數(shù)據包,這時就會發(fā)生碰撞,B 首先發(fā)現(xiàn)發(fā)生碰撞,開始發(fā)送碰撞信號,所謂碰撞信號,就是連續(xù)的01010101或者10101010,十六進制就是55或AA。這個碰撞信號會返回到 A,如果碰撞信號到達A時,A還沒有發(fā)完這個數(shù)據包,A就知道這個數(shù)據包發(fā)生了錯誤,就會重傳這個數(shù)據包。但如果碰撞信號會返回到A時,數(shù)據包已經發(fā)完,則A不會重傳這個數(shù)據包。
我們先看一下,以太網為什么要設計這樣的重傳機制。首先,以太網不想采用連接機制,因為會降低效率,但他又想有一定的重傳機制,因為以太網的重傳是微秒級,而傳輸層的重傳,如TCP的重傳達到毫秒級,應用層的重傳更達到秒級,我們可以看到越底層的重傳,速度越快,所以對于以太網錯誤,以太網必須有重傳機制。
要保證以太網的重傳,必須保證A收到碰撞信號的時候,數(shù)據包沒有傳完,要實現(xiàn)這一要求,A和B之間的距離很關鍵,也就是說信號在A和B之間傳輸?shù)膩砘貢r間必須控制在一定范圍之內。IEEE定義了這個標準,一個碰撞域內,最遠的兩臺機器之間的round-trip time 要小于512bit time.(來回時間小于512位時,所謂位時就是傳輸一個比特需要的時間)。這也是我們常說的一個碰撞域的直徑。
512個位時,也就是64字節(jié)的傳輸時間,如果以太網數(shù)據包大于或等于64個字節(jié),就能保證碰撞信號到達A的時候,數(shù)據包還沒有傳完。
這就是為什么以太網要最小64個字節(jié),同樣,在正常的情況下,碰撞信號應該出現(xiàn)在64個字節(jié)之內,這是正常的以太網碰撞,如果碰撞信號出現(xiàn)在64個字節(jié)之后,叫 late collision。這是不正常的。
MAC幀格式圖
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碰撞槽時間
假設公共總線媒體長度為S,幀在媒體上的傳播速度為0.7C(光速),網絡的傳輸率為R(bps),
幀長為L(bps),tPHY為某站的物理層時延;
則有:
碰撞槽時間=2S/0.7C+2tPHY
因為Lmin/R=碰撞槽時間
所以:Lmin =(2S/0.7C+2tPHY )×R
Lmin 稱為最小幀長度。
碰撞槽時間在以太網中是一個極為重要的參數(shù),有如下特點:
(1)它是檢測一次碰撞所需的最長時間。
(2)要求幀長度有個下限。(即最短幀長)
(3)產生碰撞,就會出現(xiàn)幀碎片。
(4)如發(fā)生碰撞,要等待一定的時間。t=rT。(T為碰撞槽時間)
下面我們來估計在最壞情況下,檢測到沖突所需的時間
(1)A和B是網上相距最遠的兩個主機,設信號在A和B之間傳播時延為τ,假定A在t時
刻開始發(fā)送一幀,則這個幀在t+τ時刻到達B,若B在t+τ-ε時刻開始發(fā)送一幀,則B在t+τ時就
會檢測到沖突,并發(fā)出阻塞信號。
(2)阻塞信號將在t+2τ時到達A。所以A必須在t+2τ時仍在發(fā)送才可以檢測到沖突,所以一幀的
發(fā)送時間必須大于2τ。
(3)按照標準,10Mbps以太網采用中繼器時,連接最大長度為2500米,最多經過4個中繼器,因
此規(guī)定對于10Mbps以太網規(guī)定一幀的最小發(fā)送時間必須為51.2μs。
(3)51.2μs也就是512位數(shù)據在10Mbps以太網速率下的傳播時間,常稱為512位時。這個時間定
義為以太網時隙。512位時=64字節(jié),因此以太網幀的最小長度為512位時=64字節(jié)。
以太網18字節(jié),我想應該是“目的MAC(6)+源MAC(6)+Type(2)+CRC(4)
至于IP最大傳輸單元1500,只是規(guī)定
有些把以太網幀的前導字符部分也算到幀頭里面了
IEEE 802.3標準的第一個版本于1983年6月24日發(fā)布,由于Xerox將關于CSMA/CD的4件專利轉交給IEEE,IEEE以極低的價格授權生產企業(yè)使用相應專利,所以使用IEEE 802.3標準生產產品不存在高昂專利費用問題。隨后,802.3標準得到了ANSI和ISO的認可,使IEEE 802.3標準成為一個開放的、權威的標準。雖然與Ethernet II標準發(fā)布時間差不多,而且IEEE 802.3的標準級別比前者高得多,但在標準發(fā)布后的十多年,802.3標準在應用中僅僅能與Ethernet II平分秋色,其本質原因是802.3標準中的幀結構必須配合802.2標準使用,這大大減小了應用的靈活性并顯著增加了協(xié)議的開銷,復雜加之效率低使802.3難以占上風。
在1998年編輯中802.3工作組對802.3標準進行了重大改動,最后完成了新版標準IEEE 802.3-2002。2002版的802.3標準對MAC幀結構進行了重大改進使之具備Ethernet II封裝靈活性,從而在應用中完全取代了Ethernet II,使IEEE 802.3-2002標準成為以太網的唯一標準。
2005年以來又開始制定802.3標準的新版本。
802.3-2002標準定了以太網的頭結構為DA(6)+SA(6)+Len/Type(2)=14字節(jié)。
64字節(jié)的由來即以太網幀的18 Byte (目的MAC(6)+源MAC(6)+Type(2)+CRC(4))加上實際載荷的最小長度46 Byte(數(shù)據:46~1500字節(jié)) ,總共64字節(jié)!
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總結
以上是生活随笔為你收集整理的以太网帧最小字节数以及以太网碰撞的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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