csma最短帧长_(CSMA CD)的最小帧长计算

(CSMA/CD)

的最小帧长计算

最小帧长的由来:

在一帧发送完毕之前,发送方必须要检测到是否有冲突发生,如果没有则大吉,如

果有则按照相应算法检测后重新发送该帧。

这样就很清楚了,

就是一个帧发送完的时间必须大于检测到冲突的最长时间。

检测到冲突需

要的最长时间为电信号在传输最长距离上跑一个来回的时间再加上端设备的物理延迟时间,

考试中设备物理延迟一般不用考虑,电信号的速度考试时按照(

200000000m/s)

即可。

网络传播延迟

=

最大段长

/

信号传播速度

冲突窗口

=

网络传播延迟的两倍

.

最小帧长

=2*(

网络数据速率

*

最大段长

/

信号传播速度

)

例题:

在一个

CSMA/CD

协议的网络中,传输介质是一根电缆,传输速度为

1Gbps

。若要求最

50m

才能保证网络正常工作。

A

250bits

B

500bits

C

250bits

D

增加

500bits

[

解答

]

介质距离增加

50m

,则检测冲突的最长时间增加:

(50x2)/C

C---

光速

这段时间可以传送的数据位数为:

1Gbps

x

(50x2)/C

=

109

bps

x

(50x2)m/(2x108)

m/s

=

500bits

故答案为:

D

### 数据链路层中度的计算 在数据链路层中,为了确保CSMA/CD协议能够有效工作并处理可能发生的冲突,定义了一个最小帧长度标准。这个标准基于网络的大尺寸以及信号在网络上的传播速度。 可以通过下面的公式来计算: \[ \text{数据(bit)} / \text{数据传输速率(Mbps)} = 2 * (\text{两站点间的大距离(m)}/\text{传播速度}) \] 具体来说,在以太网环境中,如果想要保证当一个设备检测到另一个设备发出的信息时能及时停止发送自己的信息(从而避免时间的冲突),那么该设备至少应该已经发送了一定量的数据位数,使得这段时间正好等于电磁波往返于两个相距远节点所需的时间[^3]。 对于传统10Mbps以太网而言,假设其电缆度为2.5公里(即2500米),光速约为\(3*10^8\)m/s,则可以得出如下结论: - 大单程传播时间为 \(d/v=2500/(3*10^8)\approx8.33μs\) - 往返两次就是约16.67微秒 - 对应于10Mbps下大约需要166bit才能满足上述条件 因此,在这种情况下,规定了大小为64字节(含前导码和起始界定符共96比特),这超过了理论所需的低限度,提供了额外的安全边际以应对实际环境中的各种不确定性因素[^4]。 ```python def calculate_min_frame_length(max_distance_meters, propagation_speed_m_per_s, data_rate_Mbps): """ Calculate the minimum frame length required to ensure proper CSMA/CD operation. :param max_distance_meters: Maximum distance between two nodes on network (in meters). :param propagation_speed_m_per_s: Speed of signal propagation through medium (in m/s). :param data_rate_Mbps: Data transmission rate over the channel (in Mbps). :return: Minimum number of bits that must be transmitted per frame. """ round_trip_time_seconds = 2 * (max_distance_meters / propagation_speed_m_per_s) min_bits_needed = round_trip_time_seconds * data_rate_Mbps * 1e6 return int(min_bits_needed) # Example usage with typical Ethernet parameters min_frame_size_bits = calculate_min_frame_length( max_distance_meters=2500, propagation_speed_m_per_s=3e8, data_rate_Mbps=10 ) print(f"The calculated minimum frame size is {min_frame_size_bits} bits.") ```
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