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在傳統(tǒng)以太網(wǎng)中,為什么要有最小幀長(zhǎng)度和最大幀長(zhǎng)度的限制?

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ID:107189 發(fā)表于 2016-3-5 20:15 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
以太網(wǎng)(IEEE 802.3)幀格式:
1、前導(dǎo)碼:7字節(jié)0x55,一串10間隔,用于信號(hào)同步
2、幀起始定界符:1字節(jié)0xD5(10101011),表示一幀開(kāi)始
3DA(目的MAC)6字節(jié)
4SA(MAC)6字節(jié)
5、類(lèi)型/長(zhǎng)度:2字節(jié),01500保留為長(zhǎng)度域值,153665535保留為類(lèi)型域值(0x06000xFFFF)
6、數(shù)據(jù):461500字節(jié)
7、幀校驗(yàn)序列(FCS)4字節(jié),使用CRC計(jì)算從目的MAC到數(shù)據(jù)域這部分內(nèi)容而得到的校驗(yàn)和
以CSMA/CD作為MAC算法的一類(lèi)LAN稱(chēng)為以太網(wǎng)。CSMA/CD沖突避免的方法:先聽(tīng)后發(fā)、邊聽(tīng)邊發(fā)、隨機(jī)延遲后重發(fā)。一旦發(fā)生沖突,必須讓每臺(tái)主機(jī)都能檢測(cè)到。關(guān)于最小發(fā)送間隙和最小幀長(zhǎng)的規(guī)定也是為了避免沖突。
考慮如下的情況,主機(jī)發(fā)送的幀很小,而兩臺(tái)沖突主機(jī)相距很遠(yuǎn)。在主機(jī)A發(fā)送的幀傳輸?shù)紹的前一刻,B開(kāi)始發(fā)送幀。這樣,當(dāng)A的幀到達(dá)B時(shí),B檢測(cè)到?jīng)_突,于是發(fā)送沖突信號(hào)。假如在B的沖突信號(hào)傳輸?shù)紸之前,A的幀已經(jīng)發(fā)送完畢,那么A將檢測(cè)不到?jīng)_突而誤認(rèn)為已發(fā)送成功。由于信號(hào)傳播是有時(shí)延的,因此檢測(cè)沖突也需要一定的時(shí)間。這也是為什么必須有個(gè)最小幀長(zhǎng)的限制。
按照標(biāo)準(zhǔn),10Mbps以太網(wǎng)采用中繼器時(shí),連接的最大長(zhǎng)度是2500米,最多經(jīng)過(guò)4個(gè)中繼器,因此規(guī)定對(duì)10Mbps以太網(wǎng)一幀的最小發(fā)送時(shí)間為51.2微秒。這段時(shí)間所能傳輸?shù)臄?shù)據(jù)為512位,因此也稱(chēng)該時(shí)間為512位時(shí)。這個(gè)時(shí)間定義為以太網(wǎng)時(shí)隙,或沖突時(shí)槽。512位=64字節(jié),這就是以太網(wǎng)幀最小64字節(jié)的原因。
512位時(shí)是主機(jī)捕獲信道的時(shí)間。如果某主機(jī)發(fā)送一個(gè)幀的64字節(jié)仍無(wú)沖突,以后也就不會(huì)再發(fā)生沖突了,稱(chēng)此主機(jī)捕獲了信道。
由于信道是所有主機(jī)共享的,如果數(shù)據(jù)幀太長(zhǎng)就會(huì)出現(xiàn)有的主機(jī)長(zhǎng)時(shí)間不能發(fā)送數(shù)據(jù),而且有的發(fā)送數(shù)據(jù)可能超出接收端的緩沖區(qū)大小,造成緩沖溢出。為避免單一主機(jī)占用信道時(shí)間過(guò)長(zhǎng),規(guī)定了以太網(wǎng)幀的最大幀長(zhǎng)為1500。
100Mbps以太網(wǎng)的時(shí)隙仍為512位時(shí),以太網(wǎng)規(guī)定一幀的最小發(fā)送時(shí)間必須為5.12μs。
1000Mbps以太網(wǎng)的時(shí)隙增至512字節(jié),即4096位時(shí),4.096μs。

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