局域网——以太网、IEEE 802.3

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一、IEEE 802

1、电气与电子工程师协会（Institute of Electrical and Electronics Engineers，IEEE）

2、IEEE 802：又称局域网/城域网标准委员会（LAN /MAN Standards Committee，LMSC），研究局域网和城域网的物理层和MAC层中定义的服务和协议，对应OSI网络参考模型的最低两层（物理层、数据链路层）。

二、CSMA/CD

1、载波侦听多路访问/冲突检测（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection，CSMA/CD）：发送数据之前，会检测信道是否空闲，如果空闲则发送，否则就等待；在发送出信息后，对冲突进行检测，当发现冲突时，则取消发送。

【在网络负载较小时，CSMA/CD协议的通信效率很高：但在网络负载增大时，发送时间增加，发送效率急剧下降。这种网络协议适合传输非实时数据。万兆以太网标准（IEEE802.3ae）采用了全双工方式，彻底抛弃了CSMA/CD。】

1.1多路访问：多路计算机连接在一根总线上。

1.2载波监听：发送数据前检测总线中是否有数据发送，如果有，进行载波监听。

【只能减小冲突概率，不能完全避免冲突】

（1）坚持算法可以分为三类：

（1.1）非持续CSMA：发送方并不持续侦听信道，在冲突时等待随机的一段时间N，再发送。

【减少冲突的概率；但信道的利用率降低，增加发送时延。】

（1.2）1-持续CSMA（1-persistent CSMA）：当信道忙或发生冲突时，发送方一直持续监听，发现信道空闲（在帧间最小间隔时间内没有检测到信道上有信号）时，便发送。

【减少信道空闲时间，利用率高；但较长的传播延迟和同时监听会导致多次冲突，降低系统性能。】

（1.3）P-持续CSMA（P-persistent CSMA）：当信道忙或发生冲突时，发送方一直持续监听，发现信道空闲时，发送方按P概率发送帧，1-P概率不发送，延迟t时间。

【连续发生16次碰撞，认为网络繁忙有问题，不再尝试发送。】

1.3冲突检测：发送方采取边发边听的冲突检测方法。

2、最小帧长=网络速率×2×（最大段长/信号传播速度）【Lmin=2R×d/v】

3、吞吐率:单位时间实际传送的数据位数。

【电磁波在1km电缆传播的时延约为5μs。】

4、网络利用率=吞吐率/网络数据速率

三、以太帧

1、以太网规定10Mpbs以太网最小帧长为64字节（千兆以太网和万兆以太网最小帧长为512字节），最大帧长为1518字节，最大传输单元（MTU）为1500字节，小于64字节的为无效帧。

【以太网规定了帧间最小间隔为9.6μs，使接收方在接收完数据后清理缓存，做好接收下一帧的准备。】

四、IEEE 802.3

1、IEEE 802.3帧结构

2、以太网命名规则