【有书共读10】《计算机网络》读书笔记10
3.4使用广播信道的以太网
3.4.1使用集线器的星形拓扑
双绞线以太网总是和集线器配合使用。每个站需要用两对屏蔽的栓绞线(放在一根电缆内),分别用于发送和接收。双绞线的两端使用RJ-45插头。
1990年IEEE制定出星形以太网10BASE-T的标准802.3i。
“10”代表10Mb/s的数据率,BASE表示连接上的信号是基带信号,T代表双绞线。但10BASE-T以太网的通信距离稍短,每个站到集线器的距离不超过100m。
使用双绞线能够传送高速数据的主要措施是把双绞线的绞合度做的非常精确。可使特性阻抗均匀以减少失真,且大大减少电磁波辐射和无线电频率的干扰。
集线器的特点:
(1)使用集线器的以太网在逻辑上仍是一个总线网,各站共享逻辑上的总线,使用得还是CSMA/CD协议。网络中的各站必须竞争对传输媒体的控制,并且在同一时刻至多只允许一个站发送数据。
(2)一个集线器有多个接口,像一个多接口的转发器。
(3)集线器工作在物理层,它的每一个接口仅仅简单地转发比特——收到1就转发1,收到0就转发0,不进行碰撞检测。若两个接口同时有信号输入(即发生碰撞),那么所有的接口都将收不到正确的帧。
(4)集线器采用专门的芯片,进行自适应串音回波抵消。
3.4.2以太网的信道利用率
上图为以太网信道被占用的情况
成功发送一个帧需要占用信道的时间是,比这个帧的发送时间好要多一个单程端到端的时延
。这是因为当一个站发送完最后一个比特时,这个比特还要在以太网上传播。在最极端的情况下,发送站在传输媒体的一端,而比特在媒体上传输到另一端所需要的时间是
。因此,必须在经过时间
后以太网的媒体才完全进入空闲态,才允许其他站发送数据。
从图中可以看出,要提高以太网的信道利用率,就必须减少与
之比。在以太网中定义参数,它是以太网单程端到端时延与帧的发送时间
之比:
以太网的参数的值应当尽可能地小。
当速率一定时,以太网上的连线的长度受到限制,同时,以太网的帧长不能太短。
3.4.3以太网的MAC层
1. MAC层的硬件地址
在局域网中,硬件地址又称为物理地址或MAC地址(因为这种地址用在MAC帧中)。
适配器有过滤功能。适配器从网路上每收到一个MAC帧就先用硬件检查MAC帧中的目的地址。如果是发往本站的帧收下,然后在进行其他的处理。否则将此帧丢弃,不再进行其他的处理。这样做不会浪费主机的处理和内存资源。“发往本站的帧”:
(1)单播(unicast)帧(一对一),即受到的帧的MAC地址与本站的硬件地址相同。
(2)广播(broadcast)帧(一对全体),即发送给本局域网上所有站点的帧(全1地址)。
(3)多播(multicast)帧(一对多),即发送给本局域网上一部分站点的帧。
2. MAC帧地址的格式
常用的以太网MAC帧格式有两种标准,一种是DIX Ethernet V2标准(以太网V2标准),另一种是IEEE的802.3标准。
以太网V2标准:
有五个字段组成(目的地址、源地址、类型、数据、FCS),前两个字段分别为6字节长的目的地址和源地址字段。第三个字段是2字节的类型字段,用来标志上一层使用得是什么协议,以便把收到的MAC帧的数据上交给上一层的这个协议。例如,当类型字段的值是0X0800时,就表示上层使用得IP数据报。若类型字段的值为0X8137,则表示该帧是由Novell IPX发来。第四个字段是数据字段,其长度在46到1500字节之间(46字节是这样得出:最小长度64字节减去18字节的首部和尾部就得出数据字段最小字段)。最后一个字段是4字节的帧检验序列FCS(使用CRC检验)。当传输媒体的误码率为时,MAC子层可使未检测到的差错小于
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