乙太網的最大和最小幀長是怎樣計算的

2021-09-24 17:50:31 字數 2119 閱讀 4435

1、乙太網的最小幀長

前提條件:10mbps的傳輸速率;載波多路復用/衝突檢測(csma/cd)

(1)、csma/cd

(carrier sense multiple access with collision detection)帶衝突檢測的載波監聽多路訪問技術(載波監聽多點接入/碰撞檢測)。在傳統的共享乙太網中,所有的節點共享傳輸介質。如何保證傳輸介質有序、高效地為許多節點提供傳輸服務,就是乙太網的介質訪問控制協議要解決的問題。

載波監聽(carrier sense):乙太網上的各個工作站在傳送資料時,都要監聽匯流排上有沒有資料正在傳輸。

若有資料傳輸(稱匯流排為忙),則不傳送資料

若無資料傳輸(稱匯流排為空),可以立即傳送準備好的資料
多路訪問:

乙太網上的各個工作站在傳送資料時,共用一條匯流排,且傳送資料是廣播式的

衝突(碰撞):乙太網上有兩個或兩個以上的工作站同時傳送資料,在匯流排上就會產生訊號的衝突;哪個工作站接收到的資料都辨別不出真正的資訊。

(2)、乙太網的探測幀

衝突產生:

匯流排處於空的狀態,而且工作站是依次監聽到空的狀態,那麼各個工作站就會陸續向匯流排傳送資料。

a工作站傳送的資料還未傳遞到另乙個要傳送資料b工作站。那麼b工作站就會認為匯流排為空的狀態,就會向匯流排傳送資料。造成衝突。

這僅僅是兩個工作站,實際上可能有更多的工作站。

衝突解決方法:

問題:必須採取一種辦法;否則,則會導致工作站一直向匯流排注入資料,而又會檢測到衝突。既浪費工作站和匯流排的資源,又會導致資料遲遲發不出去。

原理:假設某個工作站檢測到衝突發生,就傳送碰撞訊號,使衝突更加明顯,使得所有工作站都能檢測到匯流排發生衝突。然後每個想要傳送資料的工作站,檢測到匯流排為空,在傳送資料之前,先傳送乙個資料幀(探測幀)。探測幀的長度既要求最快速的到達目的地(盡量小),又要保證探測幀的傳遞時間足夠(傳送時間大於所有工作站監測到衝突並傳送碰撞的時間)使得其他工作站能夠監聽到。這個探測幀的長度就是乙太網規定的最小幀長。

結果就是,如果沒有工作站發出碰撞訊號打斷探測幀的傳輸,那麼就代表匯流排確實為空,並且沒有工作站和「我」爭搶匯流排資源。然後就可以正式傳送資料。

例:重新上述內容,a工作站傳送向匯流排資料,b工作站在未檢測到a工作站傳送的資料時,以為匯流排為空,開始傳送資料。衝突產生;假設b工作站監測到衝突,然後傳送乙個碰撞訊號(01010101或者10101010)。如果a工作站未傳送完畢,則會重新傳送。(因為衝突已經導致之前傳送的資料無法辨認了)
(3)、如何計算最小幀長?

10mbps乙太網中規定,最大連線距離是2500公尺。

一幀的傳輸時間等於 傳輸時延 + 工作站傳送時間(有快有慢);

所以10mbps乙太網直接規定一幀的最小傳送時間為51.2μs

最小幀長度 = 10mbps * 51.2μs =512bit = 64位元組

這是對於10mbps乙太網

100mbps乙太網的時隙仍為512位時,乙太網規定一幀的最小傳送時間必須為5.12μs。

1000mbps乙太網的時隙增至512位元組,即4096位時,4.096μs。

結論:乙太網的最小幀長,是因為使用csma/cd的原因;對於1000mb/s的吉位元乙太網,mac層有兩種選擇,要麼保留csma/cd,要麼不用它。若保留csma/cd協議,必須面臨碰撞檢測問題,這就要再一次減小網路的最大有效傳輸距離到25公尺。當然您可以不縮短網路的距離,而是增加乙個幀的程度,就如我們開始分析100mb/s乙太網那樣,讓乙個幀持續足夠長的時間。但因為上層來的資料沒有這麼多,所以就需要在mac層進行一些無用資料的填充來滿足這個要求。

最後:最小幀長/傳輸速率 正比於 網路最大傳輸距離/光速

光速是恆定的,最大傳輸距離根據訊號衰減人為規定的。傳輸速率也是設計好的。

2、乙太網最大幀長

ip的首部中的ip資料報總長度有16位,代表可以傳送65535位元組,加上乙太網頭,應該最大為65553位元組。

但是在10mbps乙太網上,將會占用共享鏈路長達50ms,這將嚴重影響其它主機的通訊,特別是對延遲敏感的應用是無法接受的。

而如果採用小包傳送,那麼每個幀上都有乙太網頭,ip頭,可能有tcp頭或者udp頭。這樣導致,越小的幀,傳輸效率越低。

最後乙太網規定,最大幀長的資料長度為1500個位元組(只是規定)

乙太網 突破最大幀長 乙太網幀最小幀長與最大幀長

討論乙太網的幀長,就不得不先提一下乙太網的大名鼎鼎的csma cd協議。1.1 csma cd協議 csma cd是英文carrier sense multiple access collision detected 的縮寫,可把它翻成 載波監聽多路訪問 衝突檢測 或 帶有衝突檢測的載波偵聽多路訪問...

乙太網幀最小幀長與最大幀長

討論乙太網的幀長,就不得不先提一下乙太網的大名鼎鼎的csma cd協議。1.1 csma cd協議 csma cd是英文carrier sense multiple access collision detected 的縮寫,可把它翻成 載波監聽多路訪問 衝突檢測 或 帶有衝突檢測的載波偵聽多路訪問...

乙太網的最小幀和最大幀長的意義

乙太網是無連線的,不可靠的服務,採用盡力傳輸的機制。乙太網csma cd我就不多講了,我相信大家都了解這個原理。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...