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以太网排错 2012年6月7 日 15:49 以太网是二十世纪七十年代由施乐公司的Palo 自动化研究中心(PARC)开发的.众所周知的IEEE802.3协议就是在二十世纪八十年代, 以以太网技术为规范来制定的.不 久之后DEC公司、Intel公司和施乐公司合作开发了和802.3协议兼容的以太网协议升级版（version 2.0 ）.现在以太网技术和802.3协议一起占有了绝大多数的局域 网协议的市场份额。今天，几乎所有的使用CSMA/CD标准协议栈的局域网都遵循以太网技术规范，包括IEEE 802.3. 以太网设计之初，旨在填补“远程低速网络”和“经过特殊设计的机房内网”之间的空白，实现有限距离内的标准化高速传输。以太网在应用兼容方面表现突 出，特别适合那种在本地传输中主要表现为随机突发，间断性传输，高速率峰值的应用流量。 以太网和IEEE 802.3 以太网和IEEE 802.3是类似的技术。使用的都是CSMA/CD标准协议栈。使用该协议栈的局域网允许站点在任何时间接入网络。在发送数据之前，因为是共享式网 络，CSMA/CD协议栈会监听网络线路，看线路是否被占用，若被占用，则传输需等待。如果网络线路未被占用，则协议栈发送数据。若两个站点同时监听到线 路空闲，并同时发送数据，就会出现“冲突”，在这种情况下，传输的数据会全部失效，传输失败，CSMA/CD协议栈会执行“退避算法”以决定等待多长时间 再开始重新监听线路并重传数据。因为站点可以检测“冲突”发生，所以它知道什么情况下必须重传数据。这种机制被用在传统以太网技术和IEEE 802.3的半 双工模式中（当以太网使用全双工模式时，不使用CSMA/CD协议栈）。这意味着同一时间，在一条共享式以太网线路上，只有一个站点可以发送数据。 这种接入方式可以为多个站点或设备提供共享的公平的网络资源。它通过一个判决过程来允许这些系统公平的接入以太网，这个判决过程的核心是何种连接方 式才能保证站点公平的接入共享通道。协议栈允许站点在发送数据之前监听线路，如果发生传输“冲突”也可以恢复。冲突恢复的时间叫做缝隙时间，这个时 间是根据站点连接中机器时发送一个最大数据帧（64字节）的往返时间来定义的。另外一个在共享式局域网技术中经常提到的名词是“冲突域”。在传统以太 网经常使用的半双工模式下，冲突域的范围可以由线缆的物理特性来决定。下表4-1列出了冲突域的介质传输距离： 由于线缆本身的特性甚至可以创建出更小范围的冲突域. 由于64字节的缝隙时间需要考虑10/100/1000不同线缆的传输速度,这非常严苛的限制了100BaseX线缆在直径距离超过20米的网络中使用的拓展性(缝隙时间很小, 冲突检测域变小).为了摆脱这个束缚,我们必须增加单个数据帧在线缆上传输时的最大负载量,这样可以延长缝隙时间.这个方法可以成功的将100BaseT的冲突域直 径拓展到了100米. 如果想让这个系统生效,所有的站点必须遵循同样的规则,在CSMA/CD 中,规则如下: 1.监听站点监听线路信号.如果在线缆上监听到信号,站点将不会试图传输数据.如果站点在传输第一个64字节数据帧的过程中监听到其他站点的信号,需要意识 到,发生了冲突. 2.冲突检测如果站点监听到了冲突,站点必须使用退避算法退出发送数据帧状态.退避算法会统计所有正在发生的冲突,然后决定在多久之后重新监听线路并试 图传输.每次发生冲突都会执行退避算法.这个方法的最终目的其实是统计同一时间有多少站点需要传输数据并且指出何时重新传输数据成功率最大.退避算法的 时间是基于2的N次方这个函数来定义的,N 即为在传输同一个数据帧的过程中发生的冲突次数.变量就是对于一共有多少个站点在这个线路上传输数据的统计.计 算结果会加上一个随机值,这个变量值的范围由0开始,单位为数个缝隙时间.退避算法的随机时间量入下表4-2所示: 基于冲突数的不同,退避算法会有限制随机的选择一个站点退避等待一段时间,然后重新传输. 冲突计数器的范围是1-10,所以退避重传等待的时间范围是1-1024个缝隙时间.这非常糟糕,但是退避算法会在第16次重传失败之后放弃传输,高层协议(TCP/IP)会尝 试重新传输数据包.这代表网络中有某些严重的问题. 当站点成功传输数据之后,冲突计数器会清零(真对该数据帧)而且不需要再等待退避重传时间(接口其他特性并没有被清空, 只是这个计时器被清零).这时拥有最低 冲突等待时间的站点会接入线路因为他们不需要等待. 以太网和IEEE 802.3局域网都是广播网.换句话说,所有的站点都会接收到在线路上传输的所有数据帧,不管数据帧的目的地是否为自己.如果收到的数据帧目的 地是本站点,则会交由高一级协议