共享式以太网的信道利用率

极限信道利用率
共享总线以太网端到端的距离不应太长
帧的长度应尽量大


■ CSMA/CD协议的工作原理
- 多点接入(MA):多个主机连接在一条总线上,竞争使用总线。
- 载波监听(CS):发送前先检测总线,若总线空闲96比特时间,则立即发送;若总线忙,则继续检测总线直到总线空闲96比特时间后再尝试发送。
- 碰撞检测(CD):边发送边检测碰撞,若检测到碰撞,则立即停止发送,退避一段随机时间后再尝试发送。
- 上述过程可比喻为:先听后说,边听边说;一旦冲突,立即停说;等待时机,重新再说。
■ 使用CSMA/CD协议的以太网的争用期(碰撞窗口)
- 发送数据的主机最多经过以太网端到端往返传播时延
这么长时间,就可检测到本次传输是否发生了碰撞, 这段时间称为争用期。 - 经过争用期这段时间还没有检测到碰撞,才能确定这次发送不会发生碰撞。
- 以太网规定争用期的长度为512比特时间(即发送512比特所耗费的时间),对于10Mbps的以太网,
为51.2μs。
■ 使用CSMA/CD协议的以太网的最小帧长和最大帧长
- 最小帧长 = 争用期 × 信道带宽(数据发送速率)。对于10Mbps的传统以太网,其争用期为51.2μs,因此最小帧长为512b,即64字节。
- 以太网的最小帧长确保了主机可在帧发送完成之前就检测到该帧的发送过程中是否发生了碰撞。如果检测到碰撞,则停止发送该帧的剩余部分,退避一段随机事件后,重新发送该帧。
- 最大帧长:为了防止主机长时间占用总线,以太网的帧也不能太长。以太网V2的MAC帧最大长度为1518字节(1500字节数据载荷,18字节首尾字段)。插入VLAN标记的802.1Q帧最大长度为1522字节(1500字节数据载荷,22字节首尾字段)。
■ CSMA/CD协议使用的截断二进制指数退避算法
- 随机退避时间 =
,其中 从离散的整数集合 中随机取出一个, 。 - 当重传达16次仍不能成功时,这表明同时打算发送数据的主机太多以至于持续发生碰撞,则丢弃该包并向高层报告。
