中继器（Repeater）：较少用。一个以太网 中最多允许用4个。因此以太网的最大传输 距离是2500米
§4 帧结构
以太网的帧结构
单位：
字节
7 1 2/6
先导字段
目的地
1010101
址
0 帧开始字符10101011
2/6 2
0~1500
源地址
数据
类型：表示上层使用的协议 如IP协议为800H，ARP协议为07FDH
❖ 前四次竞争都冲突的概率为：1 x 0.5 x 0.25 x 0.125 = 0.015625=1/24×(4-1)/2
对于两个站点的第j次竞争，发生在第i次冲 突之后，j=i+1，站点会在[0,2j-1)或[0,2i)范围 选择等待时隙。 其发生冲突的概率=1/2j-1=1/2i
前j次竞争都冲突的概率= 1×1/2×…×1/2j-1=1/2(j-1)×j/2=1/2i×(i+1)/2
帧结构字段说明
两个地址 数据字段长度和校验和 填充字段
两个地址
目的地址和源地址都允许为2字节或6字节，在10M bps 的基带以太网中是6字节
目的地址最高位为0：普通地址 1：多点发送（多播,Multicast）
目的地址全1：广播发送（Broadcast） 目的地址次高位(第46位)用来标识局部地址还是全局地
❖ 第三次竞争，即第二次冲突后：A、B都将在0、1、2、3之间选择，选择的 组合有：00、01、02、03、10、11、12、13、20、21、22、23、30、31、 32、33共16种，其中00、11、22、33将再次冲突，所以第三次竞争时，冲 突的概率为0.25=1/22
❖ 第四次竞争，即第三次冲突后：A、B都将在0、1、2、3、4、5、6、7之间 选择，选择的组合共有64种，其中00、11、… …、77将再次冲突，所以第 四次竞争时，冲突的概率为0.125=1/23
❖ 802.3的帧结构
单位：
字节
7 1 2/6
2/6 2
先导字段
目的地
1010101
址
0 帧开始字符10101011
源地址
数据6 4
填充字 符
校验和
0~46 4
填充字 符
校验和
交互问题
集线器和中继器能否改变以太网的帧？ 它们工作ISO/OSI网络结构的哪一层？（ ） A.有，物理层 B.没有，物理层 C.有，数据链路层 D.没有，数据链路层
§2 802.3的电缆与标准
传输电缆分最多以可下以接四4个种中继器，所以总长=5×500m=2500m
名称 10Base5
电缆 粗缆
最大区间 长度
节点数/段
优点
500m
100 用于主干
接口 AUI
10Base2 细缆 200m(185) 30
廉价
BNC
10Base-T 双绞线 100m
易于维护 RJ-45
IEEE 802.3标准及以太网
内容
IEEE 802.3标准概述 IEEE 802.3的电缆与标准 IEEE 802.3的其他设备 帧结构 最短帧长问题 二进制指数后退算法
§1 IEEE 802.3标准概述
802.3协议使用于1-持续的CSMA/CD局域 网。
以太网使用CSMA/CD技术、采用总线结 构
即：在数据字段长度为0时 两个地址（12字节）+ 长度（2个字节）+ 填充字节+校 验和（4个字节）= 64 18字节+ 填充字节 = 64
填充字节 = 46
所以填充字节为：0 ~ 46字节
§5 最短帧长问题
为什么帧的最短长度为64个字节？ 为了确认发送帧是否正确到达终点，必须保证可能的冲突信号 返回时帧的发送尚未结束，如在2 内没有冲突信号返回，则 发送成功，如果发送端在2时间内发送帧已经发送结束，则无 法检测冲突，即最短帧长应与2相当
交互问题
二进制指数后退算法的最终效果是，让 随着冲突次数的增加，站点再发生冲突 的概率____。（ ） A.不变 B.增加 C.减少
谢谢
随机数的最大值是1023（即第10次冲突之后）
算法举例
在一个时隙的起始处，两个CSMA/CD站点同 ❖ 第一时次发竞争送冲一突的个概帧率为。1=求1/2前0；4次竞争都冲突的概率。
❖ 第二次竞争，即第一次冲突后，A、B都将在等待0个或1个时隙之间选择， 选择的组合有：00、01、10、11，共4种，其中00和11将再次冲突，所以第 二次竞争时，冲突的概率为0.5=1/21
即[0, 2i-1]或[0, 2i)
§6 二进制指数后退算法
发送方在检测到冲突后，双方（或多方）都将 延时一段时间，所谓一段时间到底是多长?
冲突检测到后，时间被分成离散的时隙
时隙的长度等于信号在介质上来回的传播时间 （51.2s ）
一般地，经i次冲突后，发送站点需等待的时隙 数将从0 ~ 2i - 1中随机选择
10Base-F 光纤
2km
用于楼间 ST
粗缆以太网（10BASE5）
收发器
粗缆
终止器
终止器
AUI电缆
细缆以太网(10BASE2)
细缆 BNC连接器
终止器
双绞线以太网(10BASE-T)
HUB
双绞线
RJ-45
§3 802.3的其他设备
集线器（HUB）：目前很常用。形成星形连 接，但其本质是总线结构
51.2μs×10M=512bit
在极限条件下，802.3局域网中两个收发器间（允许接4个中继器） 的最大距离为2500 m，往返5000 m，同轴电缆的时延特性为5 s/km（相当于电磁波以2/3的光速在电缆上传播），即如遇冲突， 端到端并返回的时延为25 s。然而，这是理想的时延，考虑到中 继器的额外时延，最坏的情况下取估计时延为45 s，再加上强化 冲突需发送48 bit，接收方要接收到48 bit后才确认冲突，即再增 加4.8 s，共49.8 s，所以通常以太网取51.2 s为争用期的时间 长度（传输512 bit，即64字节的时间），即帧的长度至少为64个 字节
址。 在6个字节（共48位）的地址中有46位用于地址的指定，
即有246＝7.03687x1013个地址 网卡地址是一个IEEE分配的全球唯一的地址
如：44-45-53-54-00-00
数据字段长度和校验和
指明数据的字节数，数据字段长度 允许为0
4个字节共32位的CRC码
填充字段
为保证帧的最短长度为64个字节