为什么以太网数据帧最大为1518字节

前言

在介绍CSMA/CD原理文章中，我们知道为了确保发送站能在帧发送完毕前检测到冲突，以太网帧最小为64字节，那为什么帧最大为1518字节呢？本文深入分析这一限制背后的原因。

原因概述

以太网数据帧最大为 1518字节（不含前导码和帧起始定界符），主要是由于早期以太网设备的内存和缓存技术限制，以及为了确保稳定的冲突检测性能而设定的一个工程上的合理最大值。

详细分析

历史技术限制

在1980年代以太网标准制定时，计算机内存尤其是高速缓存非常昂贵且容量很小，网络接口卡和早期集线器/网桥的缓冲区有限。过大的数据帧需要设备有更大的缓冲区来存储和转发，这对当时的硬件来说是个沉重负担。因此最大帧长需要在性能和成本之间做务实的选择。

工程权衡

数据帧越大，数据负荷占帧长的比例越高，传输效率越高。然而在早期的共享式以太网中，一个站点发送帧时会独占信道。如果帧过长，其他站点需要等待很长时间才能发送数据，导致网络延迟增加和甚至出现“饿死”现象。因此最大帧长需要在保证一定传输效率和控制最大延迟之间的寻找一个平衡点。

另外在通信质量不如今天的早期网络中，传输过程帧出错是常事。如果一个巨大的帧在传输末尾出错，整帧都需要重传，浪费大量带宽。所有需要限制最大帧长，减少单次错误重传的数据量。

标准固化与兼容性

因为历史技术限制以及工程权衡，IEEE最终将最大帧长限制为1518字节，并写入 IEEE 802.3 标准，成为所有以太网设备必须遵守的规范，确保