第2章 以太網
以太網是最早使用的局域網,也是目前使用最廣泛的網絡產品。
以太網有10Mbps、100Mbps和1000Mbps的網絡。以星型為主。交換型以太網
逐漸代替了共享型以太網，并使用了全雙工以太網技術。
2.1 概述
1. 20世紀70年代中期，Xerox公司制定了以太網協(xié)議并進行實驗，速率為2.94Mbps；
2.1980年，Xerox、Intel和DEC三公司聯(lián)合發(fā)表DIX80，即以太網的標準；
3.1981年6月，IEEE802 LAN標準委員會成立；
4.1985年，IEEE802 LAN標準委員會正式通過了局域網標準。
5.傳統(tǒng)的以太網的核心思想是在共享的公共傳輸媒體上以半雙工傳輸模式工作,網絡的站點在同一
時刻要么發(fā)送數(shù)據,要么接收數(shù)據,而不能同發(fā)送和接收。
6.交換型和全雙工以太網的出現(xiàn)，實現(xiàn)了站點獨占傳輸媒體并同時收發(fā)數(shù)據。
2.2 以太網標準系列
年份代號標準類型
198210BASE5802．3粗同軸電纜
198510BASE2802．3a細同軸電纜
199010BASET802．3I雙絞線
199310BASEF802．3j光纖
1995100BASET802．3u雙絞線
1997全雙工以太網802．3x雙絞線、光纖
19981000BASEX802．3z短屏蔽雙絞線、光纖
20001000BASET802．3ab雙絞線
2.3 以太網的功能模塊
2.4 幀結構
2.4.1 以太網的幀結構
7 1 6 6 2 46~1500 4
前導碼幀首定界符（SFD）目的地址（DA）源地址（SA）類型
（TYPE）數(shù)據區(qū)（DATA）幀檢驗序列（FCS）
1.前導碼
為101010。。。。。。，共56位，為了同步。
2.幀首定界符（SFD）
為10101011，表示一幀開始。
3.目的地址（DA）
為MAC的物理地址，共6字節(jié)。又分為單地址、多地址和廣播地址。
（1）單地址：位是“0”；
（2）多地址和廣播地址：位是“1”。（廣播地址時，DA同時為全“1”代碼）
4.源地址（SA）
同上
5.類型（TYPE）
主要說明高層所使用的協(xié)議類型，如IP地址。
6.數(shù)據區(qū)（DATA）
它的范圍為：46~1500字節(jié)，如不夠46字節(jié)，則必須填充到46字節(jié)。
7.幀檢驗序列（FCS）
FCS是通過計算除前導碼、SFD和FCS以外的內容得到的。
2.4.2 以太網與IEEE802.3（CSMA/CD標準）幀結構的比較
7 1 6 6 2 46~1500 4
前導碼幀首定界符（SFD）目的地址（DA）源地址（SA）類型
（TYPE）數(shù)據區(qū)（DATA）幀檢驗序列（FCS）
以太網幀結構
7 1 2/6 2/ 6 2 46~1500 0~46 4
前導碼幀首定界符（SFD）目的地址（DA）源地址（SA）長度（L）
邏輯鏈路層協(xié)議單元LLC—PDU填充字段 PAD幀檢驗序列（FCS）
IEEE802.3（CSMA/CD標準）幀結構
說明：如果LLC—PDU＜46字節(jié)，則發(fā)送站的MAC子層自動填“0”代碼于填充段PAD中。
以太網與IEEE802.3的區(qū)別：
比較以太網IEEE802.3
數(shù)據段直接為網絡層的分組為LLC—PDU
長度/類型類型（值大于1536D）長度（值小于1536D）
以太網幀IEEE802.3幀
DA段在位有意義：區(qū)分單址還是多址在兩位有意義次高位“0”：全
局管理次高位“1”：局部管理
廣播地址DA段，次高位“1”DA段，次高位“1”
2.5 媒體訪問控制技術
1.發(fā)送規(guī)則
2.碰撞槽時間（重點講解）
假設公共總線媒體長度為S，幀在媒體上的傳播速度為0.7C（光速），網絡的傳輸率為R（bps），
幀長為L（bps），tPHY為某站的物理層時延；
則有：
碰撞槽時間=2S/0.7C+2tPHY
因為Lmin/R=碰撞槽時間
所以：Lmin =（2S/0.7C+2tPHY ）×R （注意，原書中有錯?。?BR> Lmin 稱為最小幀長度。
碰撞槽時間在以太網中是一個極為重要的參數(shù)，有如下特點：
（1）它是檢測一次碰撞所需的最長時間。
（2）要求幀長度有個下限。（即最短幀長）
（3）產生碰撞，就會出現(xiàn)幀碎片。
（4）如發(fā)生碰撞，要等待一定的時間。t=rT。（T為碰撞槽時間）
以太網是最早使用的局域網,也是目前使用最廣泛的網絡產品。
以太網有10Mbps、100Mbps和1000Mbps的網絡。以星型為主。交換型以太網
逐漸代替了共享型以太網，并使用了全雙工以太網技術。
2.1 概述
1. 20世紀70年代中期，Xerox公司制定了以太網協(xié)議并進行實驗，速率為2.94Mbps；
2.1980年，Xerox、Intel和DEC三公司聯(lián)合發(fā)表DIX80，即以太網的標準；
3.1981年6月，IEEE802 LAN標準委員會成立；
4.1985年，IEEE802 LAN標準委員會正式通過了局域網標準。
5.傳統(tǒng)的以太網的核心思想是在共享的公共傳輸媒體上以半雙工傳輸模式工作,網絡的站點在同一
時刻要么發(fā)送數(shù)據,要么接收數(shù)據,而不能同發(fā)送和接收。
6.交換型和全雙工以太網的出現(xiàn)，實現(xiàn)了站點獨占傳輸媒體并同時收發(fā)數(shù)據。
2.2 以太網標準系列
年份代號標準類型
198210BASE5802．3粗同軸電纜
198510BASE2802．3a細同軸電纜
199010BASET802．3I雙絞線
199310BASEF802．3j光纖
1995100BASET802．3u雙絞線
1997全雙工以太網802．3x雙絞線、光纖
19981000BASEX802．3z短屏蔽雙絞線、光纖
20001000BASET802．3ab雙絞線
2.3 以太網的功能模塊
2.4 幀結構
2.4.1 以太網的幀結構
7 1 6 6 2 46~1500 4
前導碼幀首定界符（SFD）目的地址（DA）源地址（SA）類型
（TYPE）數(shù)據區(qū)（DATA）幀檢驗序列（FCS）
1.前導碼
為101010。。。。。。，共56位，為了同步。
2.幀首定界符（SFD）
為10101011，表示一幀開始。
3.目的地址（DA）
為MAC的物理地址，共6字節(jié)。又分為單地址、多地址和廣播地址。
（1）單地址：位是“0”；
（2）多地址和廣播地址：位是“1”。（廣播地址時，DA同時為全“1”代碼）
4.源地址（SA）
同上
5.類型（TYPE）
主要說明高層所使用的協(xié)議類型，如IP地址。
6.數(shù)據區(qū)（DATA）
它的范圍為：46~1500字節(jié)，如不夠46字節(jié)，則必須填充到46字節(jié)。
7.幀檢驗序列（FCS）
FCS是通過計算除前導碼、SFD和FCS以外的內容得到的。
2.4.2 以太網與IEEE802.3（CSMA/CD標準）幀結構的比較
7 1 6 6 2 46~1500 4
前導碼幀首定界符（SFD）目的地址（DA）源地址（SA）類型
（TYPE）數(shù)據區(qū)（DATA）幀檢驗序列（FCS）
以太網幀結構
7 1 2/6 2/ 6 2 46~1500 0~46 4
前導碼幀首定界符（SFD）目的地址（DA）源地址（SA）長度（L）
邏輯鏈路層協(xié)議單元LLC—PDU填充字段 PAD幀檢驗序列（FCS）
IEEE802.3（CSMA/CD標準）幀結構
說明：如果LLC—PDU＜46字節(jié)，則發(fā)送站的MAC子層自動填“0”代碼于填充段PAD中。
以太網與IEEE802.3的區(qū)別：
比較以太網IEEE802.3
數(shù)據段直接為網絡層的分組為LLC—PDU
長度/類型類型（值大于1536D）長度（值小于1536D）
以太網幀IEEE802.3幀
DA段在位有意義：區(qū)分單址還是多址在兩位有意義次高位“0”：全
局管理次高位“1”：局部管理
廣播地址DA段，次高位“1”DA段，次高位“1”
2.5 媒體訪問控制技術
1.發(fā)送規(guī)則
2.碰撞槽時間（重點講解）
假設公共總線媒體長度為S，幀在媒體上的傳播速度為0.7C（光速），網絡的傳輸率為R（bps），
幀長為L（bps），tPHY為某站的物理層時延；
則有：
碰撞槽時間=2S/0.7C+2tPHY
因為Lmin/R=碰撞槽時間
所以：Lmin =（2S/0.7C+2tPHY ）×R （注意，原書中有錯?。?BR> Lmin 稱為最小幀長度。
碰撞槽時間在以太網中是一個極為重要的參數(shù)，有如下特點：
（1）它是檢測一次碰撞所需的最長時間。
（2）要求幀長度有個下限。（即最短幀長）
（3）產生碰撞，就會出現(xiàn)幀碎片。
（4）如發(fā)生碰撞，要等待一定的時間。t=rT。（T為碰撞槽時間）