74 第二部分底层物理网络 China-pub.com 载 前导符是7个字节的10101010。前导符字段的曼彻斯特编码会产生10MHz、持续5.6us的方 波，便于接收方的接收时钟与发送方的发送时钟进行同步。 起始符为10101011，标志着一帧的开始。 目的地址共48位，指示接收站点。最高位为“0”时表示唯一地址或单播地址(unicast address);最高位为“1”时表示组地址或组播地址(multicast address)；全“1”时为广播地 址(broadcast address) 802.3采用长地止是出于所用“全球唯一地址”的编址簧路，即所有802.3网络中的工作站网 卡的物理地址都互不相同（共有247，即超过一百万亿个地址），从而使得工作站在不同网络之 间移动时无需改变地址。另外，在网络互连后，唯一地址还有利于跨网寻址。在Xrox公司设有 一个专门负责分配这一百万亿个地址的机构。 802.3的源地址也是48位，它必须是一个唯一地址，也就是说源地址的最高位必须为“0”。 长度字段用于指明数据段中的字节数，其值为0~1500。数据段是用户要发送的数据。0字节 数据是合法的，但这会引起麻烦。如前所述，CSMA/CD协议有一个冲突窗口，如果发送方在发 送时间达到冲突窗口宽度后仍然没有检测到冲突，则认为它已经“抓住”了信道，可以无冲突 地将数据发送完毕。但若一个完整顿的发送时间小于冲突窗口宽度，则发送方由于没有数据发 送将无法检测到是否有冲突(CSMA/CD要求边发送边进行冲突检测)。其结果是，产生冲突的 数据帧不能被CSMA/CD协议检测到并重新发送，而要靠高层软件加以处理，这将极大地延长发 送时间。另一方面，限制最小帧长度后，若接收方接收到一个短于最小帧长度的帧，即可判定 其是冲突碎片，无须再去判定其CRC,直接将其丢弃。 对于IEEE802.3,两个站点的最远距离不超过2500m,由4个中继器连接而成，其冲突窗口为 51.2μs(2倍电缆传播延迟加上4个中继器的双向延迟)对于10Mbps的IEEE802.3来说，这个时 间等于发送64字节，即512位的时间，64字节就是由此而来的。 随着网络速度的提高，相应地必须增大最小帧长度或缩小电缆最大长度。当802.3网络的速 度提高到100Mbps时，如果最大的电缆长度仍然为2500m,则最小帧长度必须为640字节，如果 要维持最小帧长度不变（与10Mbps的802.3相兼容），则必须限制两个站点的最大电缆长度为 250m。当网络速度提高到1Gbps时，既维持站点之间的最大距离为2500m,又要求最小帧长度应 达到6400字节，或既维持64字节的最小帧长度，又限制两个站点之间的最大距离为25m,都将 使网络不堪忍受。实际情况是，在千兆位以太网中，做了一些处理，一方面使之与1 OMbps和 10 OMbpsf的以太网兼容，同时又使网络中站点之间的最大距离仍保持在250m的可用范围之内。 PAD字段用于数据填充。当用户数据不足46字节时，要求将用户数据凑足46字节，以保证 IEEE802.3的帧长度不小于64字节(14字节顿头+46字节数据+4字节CRC)。 1EEE802.3的最大顿长度是1518字节(14字节顿头+1500字节数据+4字节CRC)。为应用方便 一般不限制最大帧长度。将用户报文一次性发送完，既节省软件开销，又可提高网络利用率。 特别是像802.3这样的竞争型网络，帧越短，为发送一次数据所需的竞争次数越多，冲突碎片所 占用的网络带宽也就越大。理论分析与实际测量结果都表明，数据帧越长，网络的有效利用率 就越高。然而帧长度还受另外两个因素限制：一是网络平均响应时间，帧越长，一次占用信道 的时间越长，其他结点等待发送所需要的时间也就越长：二是缓冲区的限制，考虑到典型环境 前导符是7个字节的1 0 1 0 1 0 1 0。前导符字段的曼彻斯特编码会产生 1 0 M H z、持续5 . 6 µ s 的方 波，便于接收方的接收时钟与发送方的发送时钟进行同步。 起始符为1 0 1 0 1 0 11，标志着一帧的开始。 目的地址共 4 8位，指示接收站点。最高位为“ 0”时表示唯一地址或单播地址（ u n i c a s t a d d r e s s）；最高位为“1”时表示组地址或组播地址（ multicast address）；全“1”时为广播地 址（broadcast address）。 8 0 2 . 3采用长地址是出于所谓“全球唯一地址”的编址策略，即所有 8 0 2 . 3网络中的工作站网 卡的物理地址都互不相同（共有 247 ，即超过一百万亿个地址），从而使得工作站在不同网络之 间移动时无需改变地址。另外，在网络互连后，唯一地址还有利于跨网寻址。在 X e r o x公司设有 一个专门负责分配这一百万亿个地址的机构。 8 0 2 . 3的源地址也是4 8位，它必须是一个唯一地址，也就是说源地址的最高位必须为“ 0”。 长度字段用于指明数据段中的字节数，其值为 0 ~ 1 5 0 0。数据段是用户要发送的数据。 0字节 数据是合法的，但这会引起麻烦。如前所述， C S M A / C D协议有一个冲突窗口，如果发送方在发 送时间达到冲突窗口宽度后仍然没有检测到冲突，则认为它已经“抓住”了信道，可以无冲突 地将数据发送完毕。但若一个完整帧的发送时间小于冲突窗口宽度，则发送方由于没有数据发 送将无法检测到是否有冲突（ C S M A / C D要求边发送边进行冲突检测）。其结果是，产生冲突的 数据帧不能被C S M A / C D协议检测到并重新发送，而要靠高层软件加以处理，这将极大地延长发 送时间。另一方面，限制最小帧长度后，若接收方接收到一个短于最小帧长度的帧，即可判定 其是冲突碎片，无须再去判定其 C R C，直接将其丢弃。 对于I E E E 8 0 2 . 3，两个站点的最远距离不超过 2 5 0 0 m，由4个中继器连接而成，其冲突窗口为 5 1 . 2 µ s （2倍电缆传播延迟加上 4个中继器的双向延迟）.对于 1 0 M b p s的I E E E 8 0 2 . 3来说，这个时 间等于发送6 4字节，即5 1 2位的时间，6 4字节就是由此而来的。 随着网络速度的提高，相应地必须增大最小帧长度或缩小电缆最大长度。当 8 0 2 . 3网络的速 度提高到1 0 0 M b p s时，如果最大的电缆长度仍然为 2 5 0 0 m，则最小帧长度必须为 6 4 0字节，如果 要维持最小帧长度不变（与 1 0 M b p s的8 0 2 . 3相兼容），则必须限制两个站点的最大电缆长度为 2 5 0 m。当网络速度提高到1 G b p s时，既维持站点之间的最大距离为 2 5 0 0 m，又要求最小帧长度应 达到6 4 0 0字节，或既维持 6 4字节的最小帧长度，又限制两个站点之间的最大距离为 2 5 m，都将 使网络不堪忍受。实际情况是，在千兆位以太网中，做了一些处理，一方面使之与 1 0 M b p s和 1 0 0 M b p s的以太网兼容，同时又使网络中站点之间的最大距离仍保持在 2 5 0 m的可用范围之内。 PA D字段用于数据填充。当用户数据不足 4 6字节时，要求将用户数据凑足 4 6字节，以保证 I E E E 8 0 2 . 3的帧长度不小于6 4字节（1 4字节帧头+ 4 6字节数据+ 4字节C R C）。 I E E E 8 0 2 . 3的最大帧长度是1 5 1 8字节（1 4字节帧头+ 1 5 0 0字节数据+ 4字节C R C）。为应用方便， 一般不限制最大帧长度。将用户报文一次性发送完，既节省软件开销，又可提高网络利用率。 特别是像8 0 2 . 3这样的竞争型网络，帧越短，为发送一次数据所需的竞争次数越多，冲突碎片所 占用的网络带宽也就越大。理论分析与实际测量结果都表明，数据帧越长，网络的有效利用率 就越高。然而帧长度还受另外两个因素限制：一是网络平均响应时间，帧越长，一次占用信道 的时间越长，其他结点等待发送所需要的时间也就越长；二是缓冲区的限制，考虑到典型环境 74第第第二部分第底层物理网络 下载