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为什么以太网数据帧最小为64字节

归档日期:08-18       文本归类:帧尾定界符      文章编辑:爱尚语录

  7、帧校验序列(FCS):4字节,使用CRC计算从目的MAC到数据域这部分内容而得到的校验和。

  以CSMA/CD作为MAC算法的一类LAN称为以太网。CSMA/CD冲突避免的方法:先听后发、边听边发、随机延迟后重发。一旦发生冲突,必须让每台主机都能检测到。关于最小发送间隙和最小帧长的规定也是为了避免冲突。

  考虑如下极限的情况,主机发送的帧很小,而两台冲突主机相距很远。在主机A发送的帧传输到B的前一刻,B开始发送帧。这样,当A的帧到达B时,B检测到冲突,于是发送冲突信号。假如在B的冲突信号传输到A之前,A的帧已经发送完毕,那么A将检测不到冲突而误认为已发送成功。由于信号传播是有时延的,因此检测冲突也需要一定的时间。这也是为什么必须有个最小帧长的限制。

  按照标准,10Mbps以太网采用中继器时,连接的最大长度是2500米,最多经过4个中继器,因此规定对10Mbps以太网一帧的最小发送时间为51.2微秒。这段时间所能传输的数据为512位,因此也称该时间为512位时。这个时间定义为以太网时隙,或冲突时槽。512位=64字节,这就是以太网帧最小64字节的原因。

  512位时是主机捕获信道的时间。如果某主机发送一个帧的64字节仍无冲突,以后也就不会再发生冲突了,称此主机捕获了信道。由于信道是所有主机共享的,为避免单一主机占用信道时间过长,规定了以太网帧的最大帧长为1500。

  100Mbps以太网的时隙仍为512位时,以太网规定一帧的最小发送时间必须为5.12μs。

  假设公共总线媒体长度为S,帧在媒体上的传播速度为0.7C(光速),网络的传输率为R(bps),

  (1)A和B是网上相距最远的两个主机,设信号在A和B之间传播时延为τ,假定A在t时

  刻开始发送一帧,则这个帧在t+τ时刻到达B,若B在t+τ-ε时刻开始发送一帧,则B在t+τ时就

  (2)阻塞信号将在t+2τ时到达A。所以A必须在t+2τ时仍在发送才可以检测到冲突,所以一帧的

  (3)按照标准,10Mbps以太网采用中继器时,连接最大长度为2500米,最多经过4个中继器,因

  (3)51.2μs也就是512位数据在10Mbps以太网速率下的传播时间,常称为512位时。这个时间定

  义为以太网时隙。512位时=64字节,因此以太网帧的最小长度为512位时=64字节。

  2,以太网18字节,我想应该是“目的MAC(6)+源MAC(6)+Type(2)+CRC(4)

  看这个理论时,希望你能静下心来,看上二到三次再画个图想一想,真正了解原理

  以太网是无连接的,不可靠的服务,采用尽力传输的机制。以太网CSMA/CD我就不多讲了,我相信大家都了解这个原理。

  以太网是不可靠的,这意味着它并不知道对方有没有收到自己发出的数据包,但如果他发出的数据包发生错误,他会进行重传。以太网的错误主要是发生碰撞,碰撞是指两台机器同时监听到网络是空闲的,同时发送数据,就会发生碰撞,碰撞对于以太网来说是正常的。

  我们来看一下,假设A检测到网络是空闲的,开始发数据包,尽力传输,当数据包还没有到达B时,B也监测到网络是空闲的,开始发数据包,这时就会发生碰撞,B 首先发现发生碰撞,开始发送碰撞信号,所谓碰撞信号,就是连续的01010101或者10101010,十六进制就是55或AA。这个碰撞信号会返回到 A,如果碰撞信号到达A时,A还没有发完这个数据包,A就知道这个数据包发生了错误,就会重传这个数据包。但如果碰撞信号会返回到A时,数据包已经发完,则A不会重传这个数据包。

  我们先看一下,以太网为什么要设计这样的重传机制。首先,以太网不想采用连接机制,因为会降低效率,但他又想有一定的重传机制,因为以太网的重传是微秒级,而传输层的重传,如TCP的重传达到毫秒级,应用层的重传更达到秒级,我们可以看到越底层的重传,速度越快,所以对于以太网错误,以太网必须有重传机制。

  要保证以太网的重传,必须保证A收到碰撞信号的时候,数据包没有传完,要实现这一要求,A和B之间的距离很关键,也就是说信号在A和B之间传输的来回时间必须控制在一定范围之内。IEEE定义了这个标准,一个碰撞域内,最远的两台机器之间的round-trip time 要小于512bit time.(来回时间小于512位时,所谓位时就是传输一个比特需要的时间)。这也是我们常说的一个碰撞域的直径。

  512个位时,也就是64字节的传输时间,如果以太网数据包大于或等于64个字节,就能保证碰撞信号到达A的时候,数据包还没有传完。

  这就是为什么以太网要最小64个字节,同样,在正常的情况下,碰撞信号应该出现在64个字节之内,这是正常的以太网碰撞,如果碰撞信号出现在64个字节之后,叫 late collision。这是不正常的。

  我们以前学习CISCO网络的时候,CISCO交换机有一种转发方式叫fragment-free,叫无碎片转发,他就是检查64个字节之内有没有错误,有的话不转发,这样就排除了正常的以太网错误包。

  大家好,记得以前在论坛上看到过关于以太网最小帧 64 Bytes 的由来,是一个算式,计算出来了这是CSMA/CD算法探测冲突的最小传输时间,但是刚才在论坛上翻了半天,没看到,哪位大虾能再为小弟解释一下么?谢谢了

  另外,在有些资料上看到以太网的帧头开销是18字节,但是请问这是怎么得来的?因为 Dst MAC + srcMAC + Type(Length)只有12 Bytes(注意:这里应该是14字节),另外的 6 Bytes 从何而来呢?

  假设公共总线媒体长度为S,帧在媒体上的传播速度为0.7C(光速),网络的传输率为R(bps),

  (1)A和B是网上相距最远的两个主机,设信号在A和B之间传播时延为τ,假定A在t时

  刻开始发送一帧,则这个帧在t+τ时刻到达B,若B在t+τ-ε时刻开始发送一帧,则B在t+τ时就

  (2)阻塞信号将在t+2τ时到达A。所以A必须在t+2τ时仍在发送才可以检测到冲突,所以一帧的

  (3)按照标准,10Mbps以太网采用中继器时,连接最大长度为2500米,最多经过4个中继器,因

  (3)51.2μs也就是512位数据在10Mbps以太网速率下的传播时间,常称为512位时。这个时间定

  义为以太网时隙。512位时=64字节,因此以太网帧的最小长度为512位时=64字节。

  2,以太网18字节,我想应该是“目的MAC(6)+源MAC(6)+Type(2)+CRC(4)

  IEEE 802.3标准的第一个版本于1983年6月24日发布,由于Xerox将关于CSMA/CD的4件专利转交给IEEE,IEEE以极低的价格授权生产企业使用相应专利,所以使用IEEE 802.3标准生产产品不存在高昂专利费用问题。随后,802.3标准得到了ANSI和ISO的认可,使IEEE 802.3标准成为一个开放的、权威的标准。

  虽然与Ethernet II标准发布时间差不多,而且IEEE 802.3的标准级别比前者高得多,但在标准发布后的十多年,802.3标准在应用中仅仅能与Ethernet II平分秋色,其本质原因是802.3标准中的帧结构必须配合802.2标准使用,这大大减小了应用的灵活性并显著增加了协议的开销,复杂加之效率低使802.3难以占上风。

  在1998年编辑中802.3工作组对802.3标准进行了重大改动,最后完成了新版标准IEEE 802.3-2002。2002版的802.3标准对MAC帧结构进行了重大改进使之具备Ethernet II封装灵活性,从而在应用中完全取代了Ethernet II,使IEEE 802.3-2002标准成为以太网的唯一标准。

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