為什麼乙太網最短幀為64位元組

2021-06-27 06:20:49 字數 1265 閱讀 6317

乙太網是不可靠的,這意味著它並不知道對方有沒有收到自己發出的資料報,但如果他發出的資料報發生錯誤,他會進行重傳。乙太網的錯誤主要是發生碰撞,碰撞是指兩台機器同時監聽到網路是空閒的,同時傳送資料,就會發生碰撞,碰撞對於乙太網來說是正常的。

我們來看一下,假設a檢測到網路是空閒的,開始發資料報,盡力傳輸,當資料報還沒有到達b時,b也監測到網路是空閒的,開始發資料報,這時就會發生碰撞,b首先發現發生碰撞,開始傳送碰撞訊號,所謂碰撞訊號,就是連續的01010101或者10101010,十六進製制就是55或aa。這個碰撞訊號會返回到a,如果碰撞訊號到達a時,a還沒有發完這個資料報,a就知道這個資料報發生了錯誤,就會重傳這個資料報。但如果碰撞訊號會返回到a時,資料報已經發完,則a不會重傳這個資料報。

我們先看一下,乙太網為什麼要設計這樣的重傳機制。首先,乙太網不想採用連線機制,因為會降低效率,但他又想有一定的重傳機制,因為乙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,所以對於乙太網錯誤,乙太網必須有重傳機制。

要保證乙太網的重傳,必須保證a收到碰撞訊號的時候,資料報沒有傳完,要實現這一要求,a和b之間的距離很關鍵,也就是說訊號在a和b之間傳輸的來回時間必須控制在一定範圍之內。ieee定義了這個標準,乙個碰撞域內,最遠的兩台機器之間的round-trip time 要小於512bit time.(來回時間小於512位時,所謂位時就是傳輸乙個位元需要的時間)。這也是我們常說的乙個碰撞域的直徑。

512個位時,也就是64位元組的傳輸時間,如果乙太網資料報大於或等於64個位元組,就能保證碰撞訊號到達a的時候,資料報還沒有傳完。

這就是為什麼乙太網要最小64個位元組,同樣,在正常的情況下,碰撞訊號應該出現在64個位元組之內,這是正常的乙太網碰撞,如果碰撞訊號出現在64個位元組之後,叫 late collision。這是不正常的。

總結:最小資料幀的設計原因和乙太網電纜長度有關,為的是讓兩個相距最遠的站點能夠感知到雙方的資料發生了碰撞;最遠兩端資料的往返時間就是爭用期,乙太網的爭用期是51.2微妙,正好傳送64byte資料。

注:為什麼乙太網的爭用期是51.2us?

在極限條件下,乙個區域網中兩個收發器間(允許接4個中繼器)的最大距離為2500m,往返5000m,同軸電纜的時延特性為5us/km,即如遇衝突,端到端往返時延為25us。然而這是理想的時延,考慮到中繼器的額外時延,最壞情況下取估計時延為45us,再加上強化衝突需傳送48bit,接受方要接受到48bit後才確認衝突,即在增加4.8us,共49.8us,所以通常乙太網取51.2us為爭用期的時間長度(傳輸512bit,即64位元組時間),即幀的長度至少為64位元組。

為什麼乙太網資料幀最小為64位元組

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