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  • 以太网最小合法帧长度 64字节

    千次阅读 2019-04-17 16:04:50
    以太网最小合法帧长度为?( B ) A 32字节 B 64字节 C 100字节 D 不确定 解析: 以太网帧格式:目标 MAC 地址 6 字节,源 MAC 地址 6 字节,类型 2 字节,数据和填充 46-1500 字节,FCS(帧检验序列) 4 ...

    以太网最小合法帧长度为?( B

    • A 32字节

    • B 64字节

    • C 100字节

    • D 不确定

    解析:

    以太网帧格式:目标 MAC 地址 6 字节,源 MAC 地址 6 字节,类型 2 字节,数据和填充 46-1500 字节,FCS(帧检验序列) 4 字节,所以最小合法帧为 64 字节。

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  • 以太网最小帧

    2021-07-14 10:18:58
    (1)以太网最小帧长是64字节; (2)以太网最小帧长是根据网络中检测冲突的最长时间来确定的;

    (1)以太网的最小帧长是64字节;

    (2)以太网的最小帧长是根据网络中检测冲突的最长时间来确定的;

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  • 讨论以太网长,就不得不先提一下以太网的大名鼎鼎的CSMA/CD协议。 1.1 CSMA/CD协议 CSMA/CD是英文carrier sense multiple access/collision detected 的缩写,可把它翻成“载波监听多路访问/冲突检测”,或...

     

    讨论以太网的帧长,就不得不先提一下以太网的大名鼎鼎的CSMA/CD协议。

    1.1  CSMA/CD协议

    CSMA/CD是英文carrier sense multiple access/collision detected 的缩写,可把它翻成“载波监听多路访问/冲突检测”,或“带有冲突检测的载波侦听多路访问”。

    所谓载波监听(carrier sense),意思就是以太网络上的各个工作站在发送数据前,都要监听总线上有没有数据正在传输。若有数据传输 (称总线为忙),则不发送数据,需要等待;若无数据传输(称总线为空),可以立即发送准备好的数据。

    所谓多路访问(multiple access),意思就是以太网络上的各个工作站在发送数据时,共同使用一条总线,且发送数据是广播式的。

    所谓冲突(collision),意思就是,若以太网上有两个或两个以上工作站同时发送数据,在总线上就会产生信号的冲突;多个工作站都同时发送数据,在总线上就会产生信号的冲突,哪个工作站接收到的数据都辨别不出真正的信息。这种情况称冲突或者碰撞。

    为了减少冲突发生的影响,工作站在发送数据过程中还要不停地检测自己发送的数据,检测自己传输过程中有没有其他工作站在发送数据,在传输过程中与其它工作站的数据发生冲突,这就是冲突检测(collision detected)。

    详细见CSMA/CD协议介绍。

    1.2  以太网探测帧

    当多个工作站均想向以太网发送数据时,如果总线处于忙的状态,大家都等待,也不会有何争议;但是如果总线处于空的状态,而且工作站是依次监听到空状态,那么各个工作站就会陆续向总线发送数据,A工作站发送的数据还未传递到另一个要发送数据的B工作站,那么B工作站仍然认为总线为空的状态,那么B工作站也向总线注入数据;如果还有更多工作站向总线注入数据,原理一样,只是更加复杂而已。

    A工作站传递的数据与B工作站传递的数据就会在总线的某处发送冲突,导致此次数据发送失败。那有什么办法可以提前判断,使得工作站不必每次都源源不断的向总线注入数据,其后又检测到冲突,而重新等待,如此反复,既浪费了宝贵的工作站资源与总线资源,又使得数据迟迟不能发送出去。

    先了解下碰撞信号,就是连续的01010101或者10101010,十六进制就是55或AA。以太网实现原理是,假设某个工作站检测到冲突发生,那就发送碰撞信号,使冲突更加明显,使得所有工作站均能检测到总线发生了冲突。

    我们来看一下,假设A检测到总线是空闲的,开始发数据包,尽力传输,当数据包还没有到达B时,B也监测到总线是空闲的,开始发数据包,这时就会发生冲突。假设B 首先发现发生碰撞,开始发送碰撞信号。

    这个碰撞信号会返回到 A,如果碰撞信号到达A时,A还没有发完这个数据包,A就知道这个数据包发生了错误,就会重传这个数据包。但如果碰撞信号会返回到A时,数据包已经发完, 则A不会重传这个数据包。

    以太网为什么要设计这样的重传机制。首先,以太网不想采用连接机制,这会降低传输效率,但他又想保证一定的传输效率。因为以太网的重传是微秒级,而传输层的重传,如TCP的重传达到毫秒级,应用层的重传更达到秒级。我们可以看到越底层的重传,速度越快,所以对于链路层发生的错误,以太网必须有重传机制。

    要保证以太网的重传,必须保证A收到碰撞信号的时候,数据包没有传完,要实现这一要求,A和B之间的距离很关键,也就是说信号在A和B之间传输的来回时间 必须控制在一定范围之内。

    解决方法就是,每个想要发送数据的工作站,检测到总线为空状态,在发送数据之前,先发送一个探测帧,探测帧的发送就圆满的解决了上面的问题。而探测帧的长度既要达到最快速的传递到目的地,又要确保探测帧的传递时间足够使得其他工作站能够监听到。这个探测帧的长度就是以太网规定的最小帧长,就是一个最小最长帧。

    由于以太网传递的帧,归根结底还是由比特流组成。上面提到的传输速率,其实就是工作站的发送速率,传输一个帧还是一个个的比特发送出去。即,工作站发送一个帧的第一个比特到达目的地,而此帧的最后一个比特正好发送出去。

    2.1  碰撞槽时间

    C代表光速,也就是20.3cm/ns(每纳秒20.3厘米), C是30W。电子在铜介质(普通铜)中的移动速度是21W/s  。

    假设公共总线媒体长度为S,帧在媒体上的传播速度为0.7C(光速),网络的传输率为R(bps),帧长为L(bps),tPHY为某站的物理层时延; 

    则有:

    碰撞槽时间=2S/0.7C+2tPHY

    因为Lmin/R=碰撞槽时间 

    所以:Lmin =(2S/0.7C+2tPHY )×R 

    Lmin 称为最小帧长度。

    碰撞槽时间在以太网中是一个极为重要的参数,有如下特点: 

    (1)它是检测一次碰撞所需的最长时间。

    (2)要求帧长度有个下限。(即最短帧长)

    (3)产生碰撞,就会出现帧碎片。

    (4)如发生碰撞,要等待一定的时间。t=rT。(T为碰撞槽时间)

    假设:A、B两地之间通过一个单向传送带传递物品,传送带的传输速度是C(C代表光速),也就是20.3cm/ns(每纳秒20.3厘米),A点有个人叫Marcia,她要把一车荔枝一串一串的发送给B点的那个人Allen,现在Marcia需要抉择的是:我在传送荔枝给Allen的时候,如果Allen同时也有荔枝传给我,这个时候就会产生冲突,而冲突会把传送中的荔枝撞碎,破碎的荔枝渣会通过传送带反送给我,我很想知道是哪一串荔枝被撞碎了,如何实现?一个办法就是:在我收到荔枝碎片的时候,我仍旧在传着这串荔枝!比如有很多串荔枝,第1串,第2串等,当我发送第3串荔枝的过程中,收了荔枝碎片,那肯定是第3串里先发出的荔枝出现了碰撞,而不是第2串或第1串中的荔枝发生碰撞。

    为了实现这一点,假如Marcia到Allen点的距离是2500米(250000厘米),传送带上的荔枝每纳秒20.3厘米,那么一串荔枝中的第一个荔枝到达Allen点的用时就是250000除以20.3=12500纳秒,在加上碎片返回的时间是12500纳秒,等于25000纳秒,这个时间就是一串荔枝在传送带上必须持续的时间。

    Marcia高兴的时候,往传送带上放荔枝的时候快,不高兴的时候就慢。高兴的时候每秒可以往传送带上放100Mbit个荔枝,换算一下,也就是说放一个荔枝用10纳秒。不高兴的时候每秒钟只能往传送带上放10Mbit个,也就是说放一个荔枝用100纳秒。

    因为一串荔枝必须持续的时间25000纳秒,那么对于不高兴的时候,25000除以100=250个荔枝,这个结果就是一串荔枝的数量。所以,理论上一个10Mbit/s的以太网,最小帧长应该是250bit。但为了确保Marcia在放荔枝的过程中不会被扎到手,放送荔枝间会有一定的延时,所以最小帧长被定义为512bit(64字节)。

    因为一串荔枝必须持续的时间25000纳秒,对于高兴的时候,25000除以10=2500个荔枝,这个结果就是一串荔枝的数量。所以,理论上一个100Mbit/s的以太网,最小帧长应该是2500bit。但一个2500bit的帧又太大了,上层来的数据包不可能这么大。所以我们只能缩短A点到B点的距离为250米,一个荔枝在传送带上往返的时间也变成了2500纳秒。这时用2500除以10=250个荔枝,这个结果就是一串荔枝的数量。所以,理论上一个100Mbit/s的以太网,最小帧长应该是250bit,网络最大有效距离是250米。但为了确保Marcia在放荔枝的过程中不会被扎到手,放送荔枝间会有一定的延时,所以帧长被定义为512bit(64字节)。

    由此可见,MAC层发送的速度越快,以太网的最大有效距离就越短。但对于1000Mb/s的吉比特以太网,MAC层有两种选择,要么保留CSMA/CD,要么不用它。若保留CSMA/CD协议,必须面临碰撞检测问题,这就要再一次减小网络的最大有效传输距离到25米。当然您可以不缩短网络的距离,而是增加一个帧的程度,就如我们开始分析100Mb/s以太网那样,让一个帧持续足够长的时间。但因为上层来的数据没有这么多,所以就需要在MAC层进行一些无用数据的填充来满足这个要求。

    2.2  最优冲突时间

    下面我们来估计在最坏情况下,检测到冲突所需的时间 

    (1)A和B是网上相距最远的两个主机,设信号在A和B之间传播时延为τ,假定A在t时刻开始发送一帧,则这个帧在t+τ时刻到达B,若B在t+τ-ε时刻开始发送一帧,则B在t+τ时就会检测到冲突,并发出阻塞信号。

    (2)阻塞信号将在t+2τ时到达A。所以A必须在t+2τ时仍在发送才可以检测到冲突,所以一帧的发送时间必须大于2τ。 

    (3)按照标准,10Mbps以太网采用中继器时,连接最大长度为2500米,最多经过4个中继器(以太网中使用中继器的5-4-3-2-1原则),因此规定对于10Mbps以太网规定一帧的最小发送时间必须为51.2μs。 

    (4)51.2μs也就是512位数据在10Mbps以太网速率下的传播时间,常称为512位时。这个时间定义为以太网时隙。512位时=64字节,因此以太网帧的最小长度为512位时=64字节。

    2.3  以太网帧长

    802.3-2002标准定了以太网的头结构为DA(6)+SA(6)+Len/Type(2)=14字节。帧校验序列(FCS):4字节,使用CRC计算从目的MAC到数据域这部分内容而得到的校验和。

    以太网的帧开销是18字节,是“目的MAC(6)+源MAC(6)+Type(2)+CRC(4)”。以太网最小帧长为64字节,那么IP报文最小为46字节,而局域网规定IP最大传输单元1500字节,实际上加上以太网帧的18字节,就是1518字节。

    IEEE定义了这个标准,一个碰撞域内,最远的两台机器之间的round-trip time 要小于512bit time。(来回时间小于512位时,所谓位时就是传输一个比特需要的时间)。这也是我们常说的一个碰撞域的直径。

    512个位时,也就是64字节的传输时间,如果以太网数据包大于或等于64个字节,就能保证碰撞信号到达A的时候,数据包还没有传完。

    这就是为什么以太网要最小64个字节,同样,在正常的情况下,碰撞信号应该出现在64个字节之内,这是正常的以太网碰撞,如果碰撞信号出现在64个字节之后,叫 late collision。这是不正常的。

    CISCO交换机有一种转发方式叫fragment-free,叫无碎片转发,他就是检查64个字节之内有没有错误,有的话不转发,这样就排除了正常的以太网错误包。

     

    转载于:https://www.cnblogs.com/aixin0813/p/3310040.html

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  • 来源:《传智播客》及网络整理:王耀以太网(Ethernet)最早是由Xerox(施乐)公司创建的局域网组网规范,1980年DEC、Intel和Xeox三家公司联合开发了初版Ethernet规范—DIX 1.0,1982年这三家公司又推出了修改版本DIX ...

    来源:《传智播客》及网络

    整理:王耀

    以太网(Ethernet)最早是由Xerox(施乐)公司创建的局域网组网规范,1980年DEC、Intel和Xeox三家公司联合开发了初版Ethernet规范—DIX 1.0,1982年这三家公司又推出了修改版本DIX 2.0,并将其提交给IEEE 802工作组——现在好多的10G、40G、100G、400G光模块标准也出自这个组,经IEEE成员修改并通过后,成为IEEE的正式标准,并编号为IEEE 802.3。

    虽然Ethernet规范和IEEE 802.3规范并不完全相同,但一般认为Ethernet和正IEEE 802.3是兼容的。

    以太网是应用最广泛的局域网技术,根据传输速率的不同,以太网分为标准以太网(10Mbit/s)、快速以太网(100Mbis)、千兆以太网(1000Mbs)和万兆以太网(10Gbit/s),这些以太网都符合IEEE 802.3标准,是兼容的。

    1、标准以太网

    标准以太网是最早期的以太网,其传输速率为10Mbts,也称为传统以太网。

    此种以太网的组网方式非常灵活,既可以使用粗、细缆组成总线网络,也可以使用双绞线组成星状网络,还可以同时使用同轴电缆和双绞线组成混合网络。这些网络都符合IEE802.3标准,IEEE802.3中规定的一些传统以太网物理层标准如下。

    • 10 Base-2:使用细同轴电缆,最大网段长度为185m。

    • 10 Base-5:使用粗同轴电缆,最大网段长度为500m。

    • 10 Base-T:使用双纹线,最大网段长度为100m。

    • 10 Boad-36:使用同轴电缆,最大网段长度为3600m。

    • 10 Base-F:使用光纤,最大网段长度为2000m,传输速率为10Mb/s。

    以土标准中首部的数字代表传输速率,单位为Mbis;末尾的数字代表单段网线长度(基准单位为100m);Base表示基带传输, Broad表示宽带传输。

    2、快速以太网

    随着网络的发展和各项网络技术的普及,标准以太网技术已难以满足人们对网络数据流量和速率的需求。

    1993年10月以前,人们只能选择价格昂贵、基于100Mbs光缆的FDD技术组建高标准网络,1993年10月, Grand Junction公司推出了世界上第一台快速以太网集线器FastSwitch10/100和百兆网络接口卡 Fast NIC 100,快速以太网技术正式得到应用。

    随后,Intel、3COM等公司也相继推出了自己的快速以太网设备,同时IEEE802工作组对100Mbi/s以太网的各种标准进行了研究,并于1995年4月发布了IEEE 802.3u 100Base-T快速以太网标准,快速以太网时代到来。

    IEEE 802.3U标准基本保持了标准局域网的规定,包括帧格式、接口、介质访问控制方法

    ( CSMA/CD)等,只是将数据传输速率从10Mbts提升到了100Mbit/s,又使用了一些新的物理层标准,具体如下所示。

    • 100 Base-1X:使用两对5类屏蔽或非屏蔽双绞线,一对用于发送数据,一对用于传输数据;使用RJ-45或DB9接口,节点与集线器的最大距离为100m,支持全双工。

    • 100 Base-T4:使用4对3类、4类或5类双绞线,3对用于发送数据,1对用于检测冲突信号;使用R-45连接器,最大网段长度为100m,不支持全双工。

    • 100Base-FX:使用一对单模或多模光纤,一路用于发送数据,一路用于接收数据;最大网段长度为200m(使用单模光纤时可达2000m),支持全双工。此种网络主要用于搭建主千网,以提升主干网络传输速率。

    3、千兆以太网

    千兆以太网(GigabitEthernet)也称为吉比特以太网。

    1995年11月,IEEE 802.3工作组委任一个高速研究组,以研究将快速以太网速率增至1000Mbls的可行性和方法。

    1996年6月,IEEE标准委员会批准了千兆以太网方案授权申请,随后IEEE 802.3工作组成立了IEEE 802.3z工作委员会,该委员会建立了千兆以太网标准,该标准的主要规定如下:

    • 速率为1000Mbit/s的以太网在通信时的全双工/伴半双工操作。

    • 使用8023以太网帧格式、CSMA/CD技术。

    • 在一个冲突域中支持一个中继器。

    • 向下兼容10Base-T和100Base-TIEEE 802.3。

    工作组为千兆以太网制定了一系列物理层标准,其中常用的标准如下。

    (1)1000 Base-SX:使用芯径为50m及625m、工作波长为850m的多模光纤,采用8B/10B编码方式,传输距离分别为260m和525m。此标准主要应用于建筑物中同一层的短距离主于网。

    (2)1000 Base-LX:使用芯径为50pm及625m、工作波长为850nm和芯径为5m、工作波长为1300nm的多模、单模光纤,传输距离分别为525m、550m和3000m。此标准主要应用于校园主干网。

    (3)1000 Base-CX:使用1500屏蔽双绞线,采用8B/10B编码方式,传输速率为1.25Gbis,传输距离为25m。此标准主要用于集群设备的连接,如一个交换机机房内的设备互联。

    (4)1000 Base-T:使用4对5类非屏蔽双绞线,采用PAM5编码方式,传输距离为100m。

    此标准主要用于同一层建筑的通信,从而可利用标准以太网或快速以太网已铺设的非屏蔽双绞线电缆。

    千兆以太网采用光纤作为上行链路,用于楼宇间的连接,原本被作为一种交换技术设计,之后被广泛应用于服务器的连接和主干网中。如今,千兆以太网已成为主流的网络技术,无论是大型企业还是中小型企业,在组建网络时都会把千兆以太网作为首选高速网络技术。

    4、万兆以太网

    万兆以太网(10 Gigabit Ethernet,10GE)也称为10吉比特以太网,是继千兆以太网之后产生的高速以太网。在千兆以太网的IEEE 802.3Z规范通过后不久,IEEE成立了高速研究组(High Speed Study Group,HssG),该研究组主要致力于10GE的研究。

    10GE并非简单地将千兆以太网的速率提升了10倍,2002年6月,IEEE 802.3ae委员会制定了10GE的正式标准,该标准主要包括以下内容。

    • 兼容8023标准中定义的最小和最大以太网帧长度。

    • 仅支持全双工方式。

    • 使用点对点链路和结构化布线组建星状局域网。

    • 在 MAC/PLS服务接口上实现10Gbs的速度。

    • 定义两种物理层规范,即局域网PHY和广域网PHY。

    • 定义将 MAC/PLS的数据传输速率对应到广域网PHY数据传输速率的适配机制。

    • 定义支持特定物理介质相关接口(PMD)的物理层规范,包括多模光纤和单模光纤以及相应传输距离;支持ISO/C11801第二版中定义的光纤介质类型等。

    • 通过WAN界面子层,10Gbi/s也能被调整为较低的传输速率。

    此外,10Gbis不再使用铜线,只使用光纤作为传输媒介,不再使用 CSMA/CD协议。千兆以太网仍可使用已有的光纤通道技术,但10GE使用新开发的物理层。10GE常用的物理层规范如下。

    • 10G Base-SR:SR表示" Short Reach"(短距离),10GBae-SR仅用于短距离连接,该规范支持编码方式为64B/66B的短波(850mm)多模光纤,有效传输距离为2m~300m。

    • 10G Base-LR:LR表示“Long Reach”(长距离),10 G Base-LR主要用于长距离连接,该规范支持编码方式为64B/66B的长波(1310mm)单模光纤,有效传输距离为2m~10km,最高可达25km。

    • 10 G Base-ER:ER表示“ Extended Reach”(超长距离,10G Base-ER支持超长波(1550nm)单模光纤,有效传输距离为2m~40km。

    5、以太网标准的发展及历史版本

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    备注:

    1、这是最原始的一种格式,是由Xerox PARC提出的3MbpsCSMA/CD以太网标准的封装格式,后来在1980年由DEC,Intel和Xerox标准化形成EthernetV1标准。

    2、这是最常见的一种以太网帧格式,也是今天以太网的事实标准,由DEC,Intel和Xerox在1982年公布其标准,主要更改了EthernetV1的电气特性和物理接口,在帧格式上并无变化;Ethernet V2出现后迅速取代EthernetV1成为以太网事实标准。

    3、BASE表示Ethernet使用的是基带传输;10M/100M/1G/10G/...都是线路速率。

    4、这是1983年Novell发布其划时代的Netware/86网络套件时采用的私有以太网帧格式,该格式以当时尚未正式发布的802.3标准为基础;但是当两年以后IEEE正式发布802.3标准时情况发生了变化—IEEE在802.3帧头中又加入了802.2 LLC(Logical Link Control)头,这使得Novell的RAW 802.3格式跟正式的IEEE 802.3标准互不兼容。

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    根据rfc894的说明,以太网封装IP数据包的最大长度是1500字节,也就是说以太网最大帧长应该是以太网首部加上1500,再加上7字节的前导同步码和1字节的开始定界符,具体就是:7字节前导同步码 + 1字节开始定界符 + ...
  • 以太网最小帧长问题

    千次阅读 2017-05-23 11:49:49
    数据链路层的传输主要为上层提供服务,其主要有一下几种形式的网络,以太网、令牌环网、F D D I(光纤分布式数据接口)及R S-2 3 2串行线路等。本文主要以以太网为例进行分析。 以太网传输主要采用一个CSMA/CD...
  • CSMA CD)的最小帧长计算 ——总结 CSMA CD)的最小帧长计算 ——总结 CSMA CD)的最小帧长计算 ——总结
  • 以太网帧长度大小限制

    万次阅读 2019-03-31 17:22:37
    表示以太网传输的最大帧长度。 为什么要有最大帧长度限制呢? 这是因为以太网采用的是CSMA/CD方法在介质上传输数据。CSMA/CD叫做带冲突检测的载波监听多路访问技术,在发送数据之前需要检测链路是否空闲,只有链路...
  • 遇到的问题:以太网的数据封装如下图所示,包含在IP数据报中的数据部分最长应该是( )字节? A.1434 B.1460 C.1480 D.1500 答案:C 原因: 以太网(IEEE 802.3)格式: 1、前导码(前同步码):7字节0x55,...
  • 在使用CLICK路由器的时候会发现,当数据字段填充过少发送时,网卡会自动对进行填充,确保它至少有64...为什么需要有一定的长度,查阅资料,原因如下: 以太网(IEEE 802.3)格式: 1、前导码(前同步...

空空如也

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以太网最大最小帧长度