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在傳統以太網中,為什么要有最小幀長度和最大幀長度的限制?

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ID:107189 發表于 2016-3-5 20:15 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
以太網(IEEE 802.3)幀格式:
1、前導碼:7字節0x55,一串1、0間隔,用于信號同步
2、幀起始定界符:1字節0xD5(10101011),表示一幀開始
3、DA(目的MAC)6字節
4SA(MAC)6字節
5、類型/長度:2字節,01500保留為長度域值,153665535保留為類型域值(0x06000xFFFF)
6、數據:461500字節
7、幀校驗序列(FCS)4字節,使用CRC計算從目的MAC到數據域這部分內容而得到的校驗和
以CSMA/CD作為MAC算法的一類LAN稱為以太網。CSMA/CD沖突避免的方法:先聽后發、邊聽邊發、隨機延遲后重發。一旦發生沖突,必須讓每臺主機都能檢測到。關于最小發送間隙和最小幀長的規定也是為了避免沖突。
考慮如下的情況,主機發送的幀很小,而兩臺沖突主機相距很遠。在主機A發送的幀傳輸到B的前一刻,B開始發送幀。這樣,當A的幀到達B時,B檢測到沖突,于是發送沖突信號。假如在B的沖突信號傳輸到A之前,A的幀已經發送完畢,那么A將檢測不到沖突而誤認為已發送成功。由于信號傳播是有時延的,因此檢測沖突也需要一定的時間。這也是為什么必須有個最小幀長的限制。
按照標準,10Mbps以太網采用中繼器時,連接的最大長度是2500米,最多經過4個中繼器,因此規定對10Mbps以太網一幀的最小發送時間為51.2微秒。這段時間所能傳輸的數據為512位,因此也稱該時間為512位時。這個時間定義為以太網時隙,或沖突時槽。512位=64字節,這就是以太網幀最小64字節的原因。
512位時是主機捕獲信道的時間。如果某主機發送一個幀的64字節仍無沖突,以后也就不會再發生沖突了,稱此主機捕獲了信道。
由于信道是所有主機共享的,如果數據幀太長就會出現有的主機長時間不能發送數據,而且有的發送數據可能超出接收端的緩沖區大小,造成緩沖溢出。為避免單一主機占用信道時間過長,規定了以太網幀的最大幀長為1500。
100Mbps以太網的時隙仍為512位時,以太網規定一幀的最小發送時間必須為5.12μs。
1000Mbps以太網的時隙增至512字節,即4096位時,4.096μs。

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