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1、2018/9/7,朱信诚,以太网技术探讨,以太网技术探讨,后一页,返回目录,播放结束,2018/9/7,以太网技术探讨,以太网技术探讨,对以太网的认识 载波监听多路访问（CSMA/CD） 以太网帧格式 常见以太网的规范,前一页,后一页,2018/9/7,以太网技术探讨,以太网技术探讨,数据连路层的功能归纳：,前一页,后一页,1、连路管理：对数据连路的建立、维持、释放等功能 2、帧同步：对接收到的帧确定位置情况 3、流量管理：指控制数据发送方的发送速率 4、差错控制：指对数据差错重发的控制功能 5、将数据和控制信息区分开：指能对数据帧头、数据的区分功能 6、透明传送：是指所传送的信息对接收方是透
2、明的，是可以区分清晰的 7、寻址：是指数据帧在传送时，按MAC地址接受和反馈信息,以太网主要工作在数据连路层,而具体数据连路层的功能如P47-48详述,2018/9/7,以太网技术探讨,以太网技术探讨,对以太网的认识 载波监听多路访问（CSMA/CD） 以太网帧格式 常见以太网的规范,前一页,后一页,2018/9/7,以太网技术探讨,以太网技术探讨,以太网（Ethernet）：发展情况,以太网它最初是由美国（施乐）Xerox公司和Stanford（ 斯坦福德美国康涅狄格州西南部城市 ）大学联合开发的，并于1975年推出，当时数据率只有2.94Mb/s，后来由Xerox、Intel和DEC （美
3、国数字设备公司）公司合作，于1980年9月第一次公布了以太网的物理层和数据链路层的详细技术规范，成为世界上一个局域网工业标准。（IEEE802.3国际标准是在Ethernet标准的基础上指定的）,前一页,后一页,2018/9/7,以太网技术探讨,以太网技术探讨,以太网（Ethernet）：的种类,10Mb/s Ethernet （以太网） 100Mb/s Ethernet （快速以太网） 1000Mb/s（1Gb/s） Ethernet（千兆以太网） 10000Mb/s Ethernet （TB级位的以太网）,前一页,后一页,1000M简称为：“京”，英文：giga 简称 “G” 10000M
4、简称为：“埃或千京”，英文：tera 简称 “T”,2018/9/7,以太网技术探讨,以太网技术探讨,以太网（Ethernet）：和IEEE技术标准对照,以太网和IEEE802.3 快速以太网和IEEE802.3 u 千兆以太网和IEEE802.3 z(光纤) 千兆位铜线以太网和IEEE802. 3 ab 10G级位以太网IEEE802. 3 ae,前一页,后一页,IEEE802.3ae小组研究制定了10G以太网标准； IEEE802.17正在研究电讯级10G以太网标准； 还由其他单位也在研究10G以太网标准如IEEE802.3ah等 。,2018/9/7,以太网技术探讨,以太网技术探讨,以太
5、网（Ethernet）：的通讯访问规范,每一种以太网又根据不同的物理介质，形成多种物理子标准，形成一个IEEE802.3标准系列；但无论那一种Ethernet，其MAC层均采用“争用型”的介质访问控制协议，即：CSMA/CD（carrier sense Multiple Access/Collision Detect）,前一页,后一页,2018/9/7,以太网技术探讨,以太网技术探讨,以太网（Ethernet）：的定义,以太网是最早发展起来的一种局域网，也是目前最畅销的一种局域网；它是计算机网络的一种组建规范标准，符合这种网络组建规范，即所建的网络为以太网。 以太网的核心思想是：1、使用共享的
6、公共传输通道；2、载波监听，多路访问。,前一页,后一页,有关信道共享技术详见P80详述,2018/9/7,以太网技术探讨,以太网技术探讨,对以太网的认识 载波监听多路访问（CSMA/CD） 以太网帧格式 常见以太网的规范,前一页,后一页,2018/9/7,以太网技术探讨,以太网技术探讨,以太网（Ethernet）：的通讯范例,细缆最大段长为185米，可延接五段。,前一页,后一页,2018/9/7,以太网技术探讨,以太网技术探讨,以太网（Ethernet）：的CSMA控制规范,一个站要发送，先需要监听总线，如果介质空闲，则可以向双向整个系统发送，到终点被终端器吸收。,总线空闲,前一页,后一页,2
7、018/9/7,以太网技术探讨,以太网技术探讨,以太网（Ethernet）：的CSMA控制规范,一个站要发送，先需要监听总线，如果介质忙，则等待一定间隔后重试，再监听。,总线忙,前一页,后一页,动画演示,2018/9/7,以太网技术探讨,以太网技术探讨,CSMA等待时间算法：有三种（坚持退避算法）,不坚持CSMA：如果介质空闲则发送，如果介质忙，则等一段随机时间重复第一步。 1-坚持CSMA：如果介质空闲则发送，如果介质忙，继续监听，直到介质空闲立即发送；如果发生冲突，则等一段随机时间重复第一步。,前一页,后一页,2018/9/7,以太网技术探讨,以太网技术探讨,CSMA等待时间算法：有三种（
8、坚持退避算法）,P-坚持CSMA：如果介质空闲，则以P的概率发送，而以（1-P）的概率延迟一个时间单位，时间单位等于最大的传播延迟时间；如果介质忙，继续监听，直到介质空闲重复第一步；如果被延迟一个时间单位，则重复第一步。,最大传播延迟：指从发送一个信息开始，到确认此信息已正确接受所需时间的最大值。,前一页,后一页,有关CSMA/CD介绍详见P75-81,2018/9/7,以太网技术探讨,以太网技术探讨,CSMA/CD载波监听多路访问：,CSMA/CD载波监听多路访问是CSMA的改进方案，它被称为“载波监听多路访问/冲突检测协议”即每个工作站在发送帧期间，同时有检测冲突的能力；一旦检测到冲突，就
9、立即停止发送，并向总线发一“串阻塞信号”，通知总线上各站冲突已发生，这样可大大提高帧的传送效率，提高总线的传送速率。,前一页,后一页,有关CSMA和CSMA/CD技术详见P93详述,2018/9/7,以太网技术探讨,以太网技术探讨,CSMA/CD的帧传送模式：,检测介质,介质空闲？,发送数据帧,发送冲突,发送完成？,停止发送数据帧,发送阻塞脉冲序列,冲突次数加1,冲突超限？,随机延时 t=2n x R x A N:冲突次数 R:为随机数 A:时间片(2a),Y,N,N,N,N,Y,Y,发送完成,前一页,后一页,（有关ARQ自动请求重发协议详见P54-55）,系统提示,Y,2018/9/7,以太
10、网技术探讨,以太网技术探讨,以太网（Ethernet）：的CSMA控制规范,一个发送主机A把信息发送给接受机B，如果传播的时间为a，则发送机A接到接受机B的确认信息（或总线的冲突信息），最大可能为2a。,发送机A,接受机B或冲突位置,前一页,后一页,2018/9/7,以太网技术探讨,以太网技术探讨,对以太网的认识 载波监听多路访问（CSMA/CD） 以太网帧格式 常见以太网的规范,前一页,后一页,2018/9/7,以太网技术探讨,以太网技术探讨,以太网（Ethernet）的帧格式,7 1 26 26 2 46-1500 4 （byte）,前一页,后一页,2018/9/7,以太网技术探讨,以太网
11、技术探讨,CSMA/CD的帧格式：,PA（前导码）：在定界符之前发送，以使信号电路达到稳定同步状态；PA发持续发7个byte的“10101010”的比特信号。 SFD（帧定界符）：它表示有效的帧开始，其代码为“10101011”只有一个byte。 DA（目的地址）：可以选择16或48个bits，但它要和源地址的长度要保持一致，DA可以是单地址，也可以是多站地址或广播地址。 SA（源地址）：可以选择16或48个bits，但它要和目的地址的长度要保持一致，SA只有单地址。,前一页,后一页,2018/9/7,以太网技术探讨,以太网技术探讨,CSMA/CD的帧格式：,FL（帧长度）：它用2byte来表
12、示LLC子层的协议数据单元PAD的长度。（有关最佳帧长度与信道利用律的关系详见P59公式3-18） PDU（协议数据）：它表示要传送的LLC数据，最大数据长度为1500byte，最小数据长度为46byte。 PAD（填充）：为了满足最小帧的长度46byte的要求，对短字节的帧需要填充若干字节，否则接收点会把超短帧作为“帧碎片”滤掉。 FCS（帧效验）：它采用了32位的CRC效验，用规定的生成多项式去除数据信息，获得的余数作为效验序列，来设置FCS字段。,前一页,后一页,2018/9/7,以太网技术探讨,以太网技术探讨,CSMA/CD的帧格式说明：,DA、SA（目的地址、源地址）一般采用长度为2
13、个byte；在选用6个byte 48个bits地址时，可以使用特征位来表明该地址是局部地址还是全局地址。 CSMA/CD的帧头一般情况下为18个byte长度，在选用6个byte （48个bits）为地址的情况下为26个byte长度。 PDU（协议数据单元）为LLC层数据，该数据为一个8位（bits）组序列。,LLC（Logical link Control）子层处理差错控制、流量控制、帧形成和MAC子层寻址,前一页,后一页,2018/9/7,以太网技术探讨,以太网技术探讨,对以太网的认识 载波监听多路访问（CSMA/CD） 以太网帧格式 常见以太网的规范,前一页,后一页,2018/9/7,以太
14、网技术探讨,以太网技术探讨,以太网（Ethernet）的10Mb/S的种类,细同轴电缆 粗同轴电缆 UTP双绞线 光缆 宽带同轴电缆,前一页,后一页,2018/9/7,以太网技术探讨,以太网技术探讨,10BASE 5的规范参数,时间片大小（slot time） 512时间单位（相当于51.2微妙s） 帧间间隔（inter Frame Gap） 9.6 s)（得到确认到发下一个时间） 最大重传次数（Attempt Limit） 16 退避极限数（Back off Limit） 10 （10次系统开始报错） 阻塞信号大小（Jam Size） 4byte / 32bits 最大帧长（Max Fram
15、e Size） 1518byte 最小帧长（Min Frame Size） 64byte / 512bits (含帧头在内) 地址字段长度（Address Size） 16-48 bits,前一页,后一页,2018/9/7,以太网技术探讨,以太网技术探讨,Ethernet 10base的规范：常称：“54321”,“5” 是可接5段电缆，如：最长为500 x 5 =2500米。 “4” 可连接4个中继器（repeater）。 “3” 3个线段可连接计算机终端。 “2” 2个线段要空闲。 “1” 以上处在1个冲突区。,前一页,后一页,2018/9/7,以太网技术探讨,以太网技术探讨,Ethernet 10base的介质电缆规范：,前一页,后一页,2018/9/7,以太网技术探讨,以太网技术探讨,Ethernet 10base的介质电缆规范说明：,
