CSMA/CD协议的最小帧长是怎么来的？为什么同时使用IP地址和MAC地址？

一、使用CSMA/CD协议的以太网帧为什么规定了最小帧长？

以太网帧最小帧长为64B，这是信号从争取信道到占领信道的最短时间。

最小帧长 = 总线传播时延 数据传输速率 2

从上述公式可以看出，最小帧长是信号往返传播时延内发送的数据长度，若在这个时间段内没有检测到信号冲突，只要信号是在这个时间段持续发送，则信号已经完全占领信道，从而接收方一定接收到没有碰撞的完好信号。

对于10Mb/s以太网，已知信号往返时间是51.2μs，则最短帧长是512b=64B。凡是小于64B的帧，都视为被冲突破坏的信号，应当丢弃。如果要发送小于64B的帧，需要MAC子层在数据字段后填充字段。

二、为什么同时使用IP地址和MAC地址，既然MAC地址是全球唯一的，那么只使用MAC地址的网络可不可行？

既然MAC地址唯一的标识了每一台主机或路由器端口，那么只靠MAC地址寻址当然可以，但是只是可以但不可行！想象一下我们的世界有数以亿计的网络设备，他们都交织在互联网当中，如果只是用MAC地址，那么当路由器进行路由时，需要保存一张何其大的路由表，即使有这样无限容量的存储能力，那查询这张表时又要耗费多少时间呢？这样的互联网时一个庞大但时刻崩溃的系统。

为解决这个问题，计算机科学家们用到计算机学科最为深刻的思想之一——抽象。网络层即是一层抽象网络。仔细思考IP地址和MAC地址的区别，你会发现IP地址是有层次性的（联系有类ip无类ip和子网划分），所以使用ip地址寻址时（网络层只使用目的IP地址进行转发），指明了目的的大致方向，而非目的的精确方向，这样做就大大减少了路由器缓存和查询的负担。当ip数据报被传到距离目标很近时（一般情况下也就是进入了局域网），使用更加精确地MAC地址寻址（数据链路层交换机根据MAC帧中的MAC地址交换）。这是多么精妙且有效的系统！

附 计算机网络应试中一些的小点

1. MSS和MTU

MSS是报文段中应用层数据的最大长度，不包括TCP、IP首部字段。通常是1460字节

MTU是链路层允许的最大ip报长度，包括TCP、IP首部字段。通常是1500字节

MSS和MTU相差的40字节正好是IP首部（20）和TCP首部长（20）之和。

2. 正确理解下一跳

下一跳要么是一个主机，要么是一个路由器，交换机集线器不算。

3. ppp协议中，地址字段为1字节全1

因为ppp协议是点对点协议，所以ppp帧只有一个地址字段且固定全1。

4. 各种协议校验和，只有IP协议是只校验首部，其他（UDP、TCP、ICMP）均是校验首部和数据，另外UDP和TCP校验时还要加上伪首部