共享式以太网

该考的试考完了，该去浪的也浪了~
是时候学习了！

研究了一段时间DDOS之后，越深入发现越吃力了。趁着这个暑假把还没学的计算机网络认真看一看，先打好基础！

所有的课程都能在 网易云课堂—计算机网络技术与应用 中找到。我只是做个总结，以便将来看到的时候能够回想起当时学了什么。

什么是共享式以太网呢？
在共享式以太网中，所有的节点都共享一段传输信道，并且通过该共享信道传输信息。共享式以太网一般分为总线型和星型。

总线型和星型共享式以太网

共享式以太网数据传输的特点：

1. 半双工。即所有节点都可以发送和接受数据，但是同一时刻只能选择发送或者接受数据。
2. 对于较大的数据，以太网通过分包的方式传输，以太网中的数据包称为数据帧。
3. 出现冲突时，以太网采用“带冲突检测载波侦听多路访问”的介质访问控制方法，简称CSMA/CD。

数据帧的结构：

以太网数据帧

1. 前导码：56位的010101......0101序列。
2. 帧前定界符：8位，0101010111，注意到最后两位为11，标志着数据的开始。
3. 目的MAC地址和源MAC地址：48位，表示目标节点的物理地址和源节点的物理地址。MAC地址是全球唯一的。
   MAC地址分为单播地址、多播地址和广播地址：
   单播地址：第一位为 0
   多播地址：第一位为 1
   广播地址：所有位均为 1
   当主机接受到一个以太网帧时，如果发现该帧的目的MAC地址既不是本机的MAC地址，也不是包含本机的多播地址或者广播地址，则抛弃该帧。
   4.长度/类型：16位，如果该字段的值小于0x800时，表示该数据帧的长度， 既 目的地址长度 + 源地址长度 + 长度/类型长度 + 数据长度+ FCS长度；如果该字段的值大于等于0x800，表示该数据帧封装的协议类型，如果该字段的值为0x800，表明封装的为 IP 协议；如果该字段的值为0x806，表明封装的为 ARP 协议。
4. 数据字段：46 ~ 1500 字节，用于携带上层数据。如果上层数据不足 46 字节，则填充至 46 字节。
5. FCS（帧校验码）：32位， 采用循环冗余校验。如果校验失败，抛弃该数据帧。

CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access With Collision Detection)：

1. 发送流程：“先听后发，边听边发，冲突停止，延迟重发”。

   
   
   

   CSMA/CD 发送流程
2. 随机延迟：当冲突发生后，冲突节点可能在同一时刻再次重发各自的数据帧，再次冲突的可能性很大。因此采用随机延迟以避免再次冲突。这里采用的随机算法是 截断式二进制指数退避算法，随着重发次数的增大，可选择的延迟时间增大，选择到较长延迟的可能性越大。

3. 接收流程：

   
   
   

   CSMA/CD 接收流程
4. 冲突窗口和帧的最小长度：由于传输有一定的时延，考虑以下情况：A 向 B 发送少量数据，在 B 接收完数据的前一刻需要发送数据，因此产生了冲突，B 将 A 发送的数据丢弃，而冲突信号需要一定时间才能到达 A ，而 A 已经发送完数据，认为数据已经成功传输，数据传输发生了错误。
   冲突窗口：从发送一个帧开始到检测到冲突发生所需的最长时间。
   最小帧长度：一个发送窗口内，发送的最小帧长度。以太网的最小帧长度为 64字节。
   为了使以太网中所有的节点都能及时检测到冲突，要求发送最小帧的时间大于冲突窗口。