信道的初始状态即使是空闲，仍以概率p发送而以概 率1-p后退
若信道持续空闲，p坚持会重复上述的发送或后退过程
第5章 以太网
5.1 概述 5.2 以太网与IEEE 802.3标准 5.3 以太网的MAC协议 5.4 全双工以太网 5.5 以太网MAC帧格式 5.6 以太网物理层 5.7 小结与参考资料
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第5章以太局域网
5.1 概述－历史
以太网的诞生和发展 以太网的诞生：1973年，Xerox/PARC
Metcalf命名为Ethernet并于1977年获专利 产品的持续发展快速推动了以太网的进步
边说边听，典型协议：CSMA/CD
以太网的MAC层使用CSMA/CD协议
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第5章以太局域网
5.3.2 CSMA协议
5.3.2.1 基本思路 5.3.2.2 冲突避免策略 5.3.2.3 冲突避免性能 5.3.2.4 协议改进思路 5.3.2.5 冲突检测 5.3.2.6 MAC算法小结
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第5章以太局域网
5.3.2.1 基本思路
CSMA：载波侦听多路访问
carrier sense multiple access
基本思路：先听后发
站点发送前对信道进行侦听 如果信道空闲：可以发送 否则，信道忙：等待
注意：采用CSMA存在冲突
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第5章以太局域网
采用CSMA依然存在冲突
负载不重时时延短 典型协议是CSMA系列
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第5章以太局域网
5.3.1 共享信道的访问协议
争用型访问协议分为三个基本类型
LAT: Listen After Talking
说了再听，典型协议： ALOHA
LBT: Listen Before Talking
先听后说，典型协议/CSMA
LWT: Listen While Talking
CSMA协议避免冲突可采用三种策略
0坚持 1坚持 P坚持
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第5章以太局域网
5.3.2.2 冲突避免策略
0坚持CSMA算法（非坚持）
站点希望发送时，则对信道进行侦听；
如果：信道空闲则立即启动发送； 否则：信道忙则随机后退，后退时间到则重新开始信道
侦听。
1坚持CSMA算法
站点希望发送时，则对信道进行侦听；
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第5章以太局域网
5.2 以太网与802.3标准
以太网的标准化发展 早期标准
DEC/Intel/Xerox标准：灵活但不权威 DIX Ethernet： v1.0-1980、v2.0-1982
当今标准
IEEE std 802.3 – 1985：权威但不灵活
IEEE 802.3标准草案：1982年12月 Xerox专利转移IEEE，802.3成为以太网的同义词
传播时延可能导致产生冲突
假设A站的信号正在网络上传播 A站信号还未到E站，E站认为信道闲，启动发送 结果A、E站发送的信号在网上冲突
A站发送帧在时刻t 传播到B站
两帧在时刻t+△ t 碰撞
E站在时刻t检测信道闲， 启动发送
A站
B站
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C站
D站
E站
第5章以太局域网
5.3.2.2 冲突避免策略
IEEE 802.3ae - 2002
10 Gb/s Operation
IEEE 802.3af – 2003，PoE
DTE Power via MDI
IEEE P802.3ah – 2004，EFM
Subscriber access networks
IEEE 802.3ai - 2003
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第5章以太局域网
5.3.1 共享信道的访问协议
对于使用共享信道的网络
必须使用MAC协议，提供介质访问的控制机制
典型的MAC机制：轮转、预约、争用
轮转：重载性能好
典型协议：令牌环
预约：如申请式预约，一般为集中式控制方式
典型协议：802.16中轮询方式下的申请式预约
争用：通常采用分布式控制方式
10Mbps：1981年，从粗缆、细缆，到双绞线产品 100Mbps：1995年，包括双绞线、短距离光纤产品 1Gbps：1998年，包括中短距离光纤、双绞线产品 10Gbps：2002年，包括局域网和广域网光纤产品 以太接入网：2004年，供电信运营商采用 以太网从共享网络走向交换式网络
采用开放性标准是以太网成为主流的根本原因
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第5章以太局域网
5.1 概述－今日
今日以太网 以太网是当前局域网的主流技术
在办公网络领域几乎一统天下 成为局域网链路级的主导技术
以太网技术具有广阔的覆盖
速率：10M/100M/1G/10G/…… 网络类型：LAN/WAN/AN，MAN，…… 正在进入家庭和工业领域
如果：信道空闲则立即启动发送； 否则：信道忙则持续侦听，一旦信道由忙变闲则立即启
动发送。
ห้องสมุดไป่ตู้
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第5章以太局域网
5.3.2.2 冲突避免策略
p坚持CSMA算法
站点希望发送时，则对信道进行侦听；
当信道空闲时： 重复：以概率p在当前时隙发送，以概率1-p推迟到 下一时隙 直到：发送成功
否则信道忙： 随机后退；待后退时间到，重新开始信道侦听。
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第5章以太局域网
5.3.2.2 冲突避免策略
三种策略的算法比较
0坚持和1坚持：算法框架较为相似
若初次侦听信道为空时，都是立即启动发送 若初次侦听信道为忙则二者的处理策略完全相反
0坚持算法随机后退以避免冲突 1坚持则持续监听信道，一旦信道变空则立即启动发送
p坚持算法：处理策略则较为特别
Maintenance 7
IEEE P802.3ak - 2004
10GBASE-CX4
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第5章以太局域网
5.3 CSMA/CD协议
5.3.1 共享信道的访问协议 5.3.2 CSMA协议族 5.2.4 802.3中的CSMA/CD 5.3.3 CSMA/CD协议 5.3.4 以太网从共享走向独享
IEEE std 802.3 – 2002：权威、灵活、简约 IEEE std 802.3 – 2005：最新标准
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第5章以太局域网
5.2 以太网与802.3标准
IEEE 802.3 - 现行标准系列
IEEE 802.3 - 2002
CSMA/CD Access Method and Physical Layer Specifications