3.3使用广播信道的数据链路层（下）

3.3.3使用集线器的星状拓扑

1、星型拓扑结构的组成，中间是一个集线器，每个站都有两个双绞线与集线器相连，分别用于上传和下载。

2、双绞线的绞合度非常重要，复杂有效的绞合可以减少失真并减小干扰。

3、集线器内部使用电子元器件模拟电缆线的作用，使用集线器的以太网在逻辑上依然是一个总线网，各站使用逻辑上的总线，使用的还是CSMA/CD协议。

4、集线器工作在物理层，只进行简单的转发，不做碰撞检测，每个比特在转发之前进行再生整形和重新定时。

3.3.4 以太网的信道利用率

这里分析以太网的信道利用率，与碰撞的关系。对于一个帧成功发送的情况，帧发送的时间T1，帧在总线中传播时间T2，总时间为 T1+T2，定义指标 a = T2/T1;则a->0的时候，一有碰撞就会被检测出来，因此浪费的时间少，信道利用率高；

极限利用率：总线一旦空闲，就立刻有人传送数据。Smax = T1/(T1+T2) = 1/(1+a)，为极限利用率，所以a应该远小于1；

也就是以太网连线长度需要收到限制，以太网的帧长度不能太短。以太网的利用率达到30%的时候已经处于重载状态。

3.3.5 以太网的MAC层

ps：PPP帧和MAC帧的区别

MAC地址一共有6字节，由注册管理机构RA分配前三位（高24位），各个厂商购买这个号，这个号叫做组织唯一标志服OUI（一个公司或者组织可能有多个号），后三个字节（低24位）由厂家自行指派，称为扩展标志符。

MAC地址的第一个字节的最低位为I/G位，为0时，表示单个站地址，为1时表示组地址，用来进行多播。

MAC地址的第一个字节的最低第二位为G/L地址，为0时，表示全球管理，为1时时本地管理，这时用户可以任意分配网络上的地址。

所以在全球管理的时候，每一个站可以用46位二进制的地址表示（I /G位接G/L位都是0）

1、三种发往本站的帧

• 单播帧：收到的帧的MAC地址和本站的硬件地址相同；
• 广播帧：发送给本局域网上所有站点的帧（全1 地址）；
• 多播帧：发送给本局域网上一部分站点的帧（有些适配器可以通过编程实现对多播帧的识别）。

2、V2的MAC帧格式

V2的结构比较简单，前两个字节分别是6个字节长的目标地址和源地址，第三个字节是两个字节长的类型字段，用来标志上层使用的协议，第四个字段是IP数据报，长度在46~1500之间，第五个字段是长度为4个字节的帧检验序列。

ps：

• IP数据报最短长度的得出：争用期的字节数 - 18个首尾字节数，不够最短字段就需要填充，上传给上层的时候，需要将填充的字段剥离，剥离多少呢？这需要根据IP首部的总长度字段来定，接受到的长度-IP字段的总长度 就是剥离部分的长度。
• 曼彻斯特编码的主要特点是，每一个码元都会有电压跳动，所以很容易检测起始和结束的位置。
• 注意到物理层在MAC帧的前面加上了前同步码和帧开始定界符，前同步码是1和0交替的序列，用来调整接收端的时钟频率，后面的帧开始定界符与前同步码相似，最后两个11 表示MAC帧的信息要到了。在SONET/SDH中同步传输的时候则不需要前同步码。
• 可见MAC帧不需要使用帧结束定界符，也不需要字节插入来保证透明传输。

3、无效的MAC帧

• 接收到的帧的长度不是整数；
• FCS检验有误；
• MAC帧不在有效程度之内（64~1518）；