4、以太网网络基础与搭建指南

以太网网络基础与搭建指南

1. 以太网帧结构与特性

1.1 数据字段与消息

以太网帧的数据字段内容也被称为消息。数据有效负载（或消息体）是消息减去数据字段中的任何报头或其他补充信息。以太网帧并不关心数据字段中的内容，只要其满足长度要求即可。

1.2 帧效率与大小

• 具有完整 1500 数据字节的帧效率最高，因为它们只有 26 字节（不到 2%）的开销。
• 相反，一个只有 1 个数据字节加上 26 字节报头和所需的 45 字节填充的帧，其开销为 71 字节。
• 以太网帧不包括前导码和帧起始位时，必须至少为 512 位（64 字节），这是具有最少 46 个数据字节的帧的大小。接收接口会忽略小于此最小大小的帧。

1.3 帧校验序列（FCS）

FCS 字段使接收接口能够检测接收到的帧中的错误。网络中的电气噪声或其他问题可能会损坏帧的内容。接收接口可以通过使用帧校验序列字段中的 32 位循环冗余校验（CRC）值来检测损坏的数据。发送接口对要发送的字节执行 CRC 计算，并将结果放在 FCS 字段中。接收接口对接收到的字节执行相同的计算。如果结果匹配，则帧的内容几乎肯定与发送的内容相同。以太网控制器的硬件通常在两端执行 CRC 计算。检测到接收到的帧中的错误时，控制器通常会在状态寄存器中设置一个位。

2. 媒体访问控制

2.1 半双工网络传输决策

在使用半双工接口的以太网网络中，一次只能有一个接口进行传输，因此接口需要一种方法来决定何时可以传输。以太网标准将决定谁可以传输的方法称为媒体