2014年计算机四级计算机名师讲义：局域网技术_第2页

一）. Ethernet 技术的发展
1976年7月，Bob在ALOHA网络的基础上，提出总线型局域网的设计思想，并提出冲突检测、载波侦听与随机后退延迟算法，将这种局域网命名为以太网（Ethernet）。
　 以太网的核心技术是：　介质访问控制方法CDMA/CD。
　 这种方法解决了多结点共享公用总线的问题。
　　早期以太网的传输介质是同轴电缆，后用双绞线，再后用光纤。
二）. Ethernet 工作过程
1. 发送流程
载波侦听过程
冲突检测方法
发现冲突、停止发送
随机延迟重发
载波侦听过程：
发送数据前侦听总线是否空闲，如果线上已有数据在传输，总线电平将按曼切斯特编码规律出现跳变，则可判断此时“线路忙”。
冲突检测方法：
载波侦听不能完全消除冲突，在结点A发送数据到结点B时，数据传输室需要时间的，在此过程中如果结点B也发送数据，则可能发生冲突。
以太网标准规定冲突窗口长度为51.2us。以太网数据传输速率为10Mbps，冲突窗口51.2us可以发送64B的数据。
发现冲突、停止发送
如果检测到冲突，发送结点要进入停止发送数据、随机延迟后重发数据。随机延迟重发的第一步是发送“冲突加强信号”，目的是让网中的所有结点能检测出冲突。
随机延迟重发
最大重发次数为16次，如果超过16，则认为线路故障，进入“冲突过多”的结束状态。
CSMA/CD后退延迟算法:截止二进制指数后退延迟（TBEB）：
r=2k·R·a
其中r为重新发送所需的后退延迟时间；
a为冲突窗口值；
R为随机数；
K＝min[重传次数n，10]。
例如：第一次冲突发生，重发次数n为1，k=1则为冲突后第2个时间片后重发；
第二次冲突发生，重发次数n为2，k=2则为冲突后第4个时间片后重发;
最大可能的延迟时间为1023。
2. Ethernet 接收流程分析
第一步：判断接收侦是否小于最小长度
第二步：判断目的地址是否自己可以接收
第三步：CRC校验
CRC校验正确，进行帧长度检测，如果长度不对，报告“帧长度错”，长度正确，数据交给LLC子层，报告“成功接收”
CRC校验错误，判断该帧是否8的整数倍，若是，则报告“帧校验错”，若否，则报告“帧比特错”

【例】关于CSMA/CD的描述中，正确的是（　）
带冲突检测的载波侦听多路访问的缩写
发送数据后侦听传输介质是否空闲
用于解决令牌环网的介质访问控制问题
在发送冲突的情况下需要立即重发
答案：A
CSMA/CD要在发送数据前先侦听传输介质是否空闲；它用于解决以太网的介质访问控制问题；在发送冲突时，需要需要延迟一段时间再重发。
【例】CSMA/CD的工作流程为（　）
先听后发
边听边发
冲突停止
延迟 重发
答案：ABCD
3. Ethernet 帧结构
前导码与帧前定界符：用于接收同步阶段，比特序列101010…11，不计入帧头长度。
目的地址和源地址：目的地址第一位为0表示单播；为1多多播；全1为广播。
类型：表示网络层使用的协议类型，如0x0800表示IP； 0x8137表示IPX。
数据字段：46-1500B，所以帧长度范围为64-1518B。
帧校验：多项式为
G（X）=x32+x26+x23+x22+x16+x12+x11+x10+
x8+x7+x5+x4+x2+x1+1
【例】关于以太网帧结构的描述中，正确的（　）
目的地址与源地址使用MAC地址
帧前定界符字段需要计入帧头长度
数据字段的最小长度为64字节
帧校验字段采用96位的CRC校验
答案：C
【例】关于以太网帧结构的描述中，错误的是（　）
数据字段保存高层待发的数据
前导码字段的长度计入帧头长度
类型字段表示协议类型
目的地址字段是目的节点的硬件地址
答案：B
4. Ethernet 实现方法
从实现的角度来看，构成以太网网络连接的设备包括网卡、收发器和收发器电缆。
从功能的角度来看，包括发送与接收信号的收发器、曼彻斯特编码器与解码器、以太网数据链路控制、帧装配及与主机的接口。
从层次的角度来看，这些功能覆盖了IEEE 802.3标准的MAC子层与物理层。
5. Ethernet 物理地址
物理地址按照48位编码（EUI-48），记作12个十六进制，两两一组，“-”分割，前三组（字节）为公司表示，后三组生产商自行分配，例如006008为3com公司的一个机构唯一标识符（OUI），生产的某一网卡地址为00-A6-38，则网卡的物理地址为00-60-08-00-A6-38
【例】以下哪个是正确的Ethernet 物理地址? （　）
00-60-08
00-60-08-00-A6-38
00-60-08-00
00-60-08-00-A6-38-00
答案：B
【例】Ethernet 物理地址长度为48 位，允许分配的物理地址应该有（　）
245 个
246 个
247 个
248 个
答案：C