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传播延迟

由管理员撰写。发表于 以太网协议,CSMA / CD,冲突

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压住他

介绍

您可能知道以太网中的最小帧大小是64字节或512位,包括32位CRC。您可能还知道,对于10BASE5粗电缆,以太网电缆段的最大长度是500米,对于10BASE2细电缆,以太网电缆段的最大长度是185米。但是,这两个规范直接相关是一个鲜为人知的事实。在本文中,我们将讨论最小框架尺寸和最大电缆长度之间的关系。


传播延迟

在讨论框架尺寸和电缆长度之前,有必要了解铜介质中的信号传播。铜线中的电信号以光速的约2/3传播。这称为信号的传播速度。由于我们知道以太网以每秒10Mbps或10,000,000比特的速度运行,因此我们可以通过以下数学公式确定一个比特占用的电线长度大约等于20米或60英尺:

  • 真空中的光速= 300,000,000米/秒
  • 铜电缆中的电速度= 200,000,000米/秒
  • (200,000,000 m / s)/(10,000,000 bit / s)= 20米/位

我们可以进一步确定,由64个字节或512位组成的最小尺寸的以太网帧将占用10,240米的电缆。


关系

以太网控制器唯一可以检测到线路冲突的时间是处于传输模式时。当以太网NIC完成传输并切换到接收模式时,它所侦听的唯一东西就是发出数据帧开始信号的64位前同步码。指定以太网中的最小帧大小,以便基于铜介质中电信号的传播速度,确保以太网卡保持在传输模式,因此可以检测到足够长的冲突,以使冲突能够从以太网传播回去。电线上最远的点。

以长度为10BASE5的以太网电缆为例,该电缆的长度恰好为500米(规范允许的最大值),并在其最远端连接了两个工作站,即工作站A和工作站B。

如果站A开始传输,则在信号到达500米外的站B时,它已经传输了25位。如果站B在站A的信号到达它之前的最后一个可能时刻开始传输,则冲突将在25位时间之后到达站A(电线上的信号传播一个位长-20米所花费的时间)在铜电缆中)。冲突到达时,A站将仅发送50位-距离早期冲突的512位边界不远。

然而,在仔细检查时,会出现特殊性。如果在512位边界之前发生正常碰撞,则在发生后期碰撞之前,站点A必须与站点B相距5000米以上。自己检查一下数学:512位乘以20米/位= 10,240米。从站A到站B的信号传播需要256位或大约5000米,从站A传播回并被站A检测到的碰撞事件需要5000米。似乎,最大电缆长度永远不会发生延迟冲突仅500米。产生开销的原因是什么?

开销的原因是双重的。首先,虽然以太网中最大可能的电缆段长度为500米,但是在违反IEEE 802.3规范之前,可以使用最多4个中继器来扩展该长度。这意味着信号可能必须经过多达2500米的电缆才能到达B站,或者要经过5000米的电缆往返。开销的第二个也是最后一个原因仅在于以太网发明者的谨慎。通常,该规范是所需的两倍严格,为错误留出了足够的空间。

这就是以太网的最大优点和缺点之一。它的优势在于,如果需要,您可以避免违反规格-在这里增加电缆长度,在那儿增加中继器,并且网络可以继续正常运行。这是一个弱点,尽管您可以逃避违反规范的要求,但是在违反规范且正在运行的网络与违反规范且由于后期冲突而瘫痪的网络之间存在非常细的界限知道电线或中继器的哪一部分会越线。

尽管有此可怕的警告,但仍有一些违反规范的一般规则:

  • 如果您的供应商告诉您可以违反规范,并且您不与其他供应商混在一起,那可能没问题。如果您混合使用供应商,请服从最严格的供应商。
  • 如果您的网络有问题,并且您知道它违反了地方的规范,则这些地方应该是您首先检查的地方。尝试用网桥对网络进行分段,看看问题出在网桥的哪一侧。
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