l  以太网两个标准

 DIX Ethernet V2 是世界上第一个局域网产品（以太网）的规约。

 IEEE 的 802.3 标准。

        DIX Ethernet V2 标准与 IEEE 的 802.3 标准只有很小的差别，因此可以将 802.3 局域网简称为“以太 

         网”。说白了： 以太网就是局域网。

       严格说来，“以太网”应当是指符合 DIX Ethernet V2 标准的局域网 

l 以太网与数据链路层的两个子层    

    为了使数据链路层能更好地适应多种局域网标准，802 委员会就将局域网的数据链路层拆成两个子层：

    逻辑链路控制 LLC (Logical Link Control)子层

    媒体接入控制 MAC (Medium Access Control)子层。

   与接入到传输媒体有关的内容都放在 MAC子层，而 LLC 子层则与传输媒体无关，不管采用何种协议的局域 

  网对 LLC 子层来说都是透明的 。

   由于 TCP/IP 体系经常使用的局域网是 DIX Ethernet V2 而不是 802.3 标准中的几种局域网，因此现在 802 委员会制定的逻辑链路控制子层 LLC（即 802.2 标准）的作用已经不大了，即现在LLC子层几乎不提了。

   很多厂商生产的适配器上就仅装有 MAC 协议而没有 LLC 协议。

l 以太网提供的服务

    以太网提供的服务是不可靠的交付，即尽最大努力的交付。

    当接收站收到有差错的数据帧时就丢弃此帧，其他什么也不做。差错的纠正由高层来决定。

    如果高层发现丢失了一些数据而进行重传，但以太网并不知道这是一个重传的帧，而是当作一个新的数据帧来发送。

如图所示，PC1发送数据给ＰＣ０，在以太网上，ＲＡ接收到有差错的数据帧时就直接丢弃。如果PC0的高层（网络层以上）发现数据在途中丢失了，就会要求PC1重新发送一份。

l 传统以太网的拓扑---使用集线器的星形拓扑结构 

v  星形拓结构

传统以太网最初是使用粗同轴电缆，后来演进到使用比较便宜的细同轴电缆，最后发展为使用更便宜和更灵活的双绞线。    不用电缆而使用无屏蔽双绞线。每个站需要用两对双绞线，分别用于发送和接收       这种以太网采用星形拓扑，在星形的中心则增加了一种可靠性非常高的设备，叫做集线器(hub)  。 需要注意的是： 现在中间的可靠设备一般不用集线器了，现在组网去市场花个便宜的钱都是用交换机组网的。

v  关于集线器（hub）

   集线器是使用电子器件来模拟实际电缆线的工作，因此整个系统仍然像一个传统的以太网那样运行。

  使用集线器的以太网在逻辑上仍是一个总线网，各工作站使用的还是 CSMA/CD 协议，并共享逻辑上的总线。 

    集线器很像一个多接口的转发器，工作在物理层。 集线器是傻瓜式的，它没有智能作用，看不见什么信号。只知道机械的传输，也不管目的地址什么的，反正就是有信号就传。

接在工作站网卡上的8根双脚线有两根是发送数据的，有两根是接收数据的。   A发送数据数据到集线器后，B和C都能收到，C发送数据到集线器后，A和B也能收到。     发送者自己是收不到自己发出去的数据的。

   

需要注意的是： 这是早期的集线器，在芯片电路还没有出来之前的，集线器里面都是线连接的。

               现在的集线器都是芯片电路板了。集线器使用了大规模集成电路芯片，因此这样的硬件设备   

             的可靠性已大大提高了。

 集线器的出现当年可是以太网发展的里程碑。

l 以太网速度标准

   10BASE-T（10Mb/s）的通信距离稍短，每个站到集线器的距离不超过 100 m。

    这种 10 Mb/s 速率的无屏蔽双绞线星形网的出现，既降低了成本，又提高了可靠性。 

    10BASE-T 双绞线以太网的出现，是局域网发展史上的一个非常重要的里程碑，它为以太网在局域网中的统治地位奠定了牢固的基础。

其他：100Base-FX(百兆快速以太网，使用光纤)、100Base-T和100Base-T4….

l 以太网信道利用率

v   以太网信道利用率分析

    因为每个站点发送数据时可能产生碰撞的可能，所以此时的信道不会被利用，所以利用率就会变低。

     以太网的信道被占用的情况：

      我们知道争用期长度为 2τ，即端到端传播时延的两倍。检测到碰撞后不发送干扰信号。

      如果帧长为 L (bit)，数据发送速率为 C (b/s)，因而帧的发送时间为 L/C = T0 (s)。

 

   一个帧从开始发送，经可能发生的碰撞后，将再重传数次，到发送成功且信道转为空闲(即再经过τ时间使得信道上无信号在传播)时为止，是发送一帧所需的平均时间。   【PS： 心得一】

     占用期是占用信道的时期

v  以太网信道利用率 

要提高以太网的信道利用率，就必须减小τ 与 T0 之比。在以太网中定义了参数 a，它是以太网单程端到端时延τ与帧的发送时间 T0 之比： 

                a=τ/T0      【PS： 心得二】

ü a→0 表示一发生碰撞就立即可以检测出来，并立即停止发送，因而信道利用率很高。

ü a 越大，表明争用期所占的比例增大，每发生一次碰撞就浪费许多信道资源，使得信道利用率明显降低。 

v 对以太网参数的要求

     从式子可以得出，要想a变小，则τ尽量变小，而T0尽量要大。

ü    当数据率C一定时，T0=L（帧长）/C 。所以 以太网的帧长L尽量要长些，这样T0会增大，a会变小。

   当然也不能太长，太长后信道利用率过高会引起信道延迟成倍增加。

ü   同时，以太网的连线的长度尽量短些，这样端到端的传播时间τ会变小，a会减小。当然也不能太短，太 

  长后信道利用率过高会引起信道延迟成倍增加。 

v 信道利用率的最大值

在理想化的情况下，以太网上的各站发送数据都不会产生碰撞（这显然已经不是 CSMA/CD，而是需要使用一种特殊的调度方法），即总线一旦空闲就有某一个站立即发送数据。

发送一帧占用线路的时间是 T0 +τ，而帧本身的发送时间是 T0。于是我们可计算出理想情况下的极限信道利用率 Smax为：  

【解惑心得】

【心得一】以太网信道利用率分析中的占用期时间为何=T0+τ ？

  答：需要注意的是： 一个完整的帧由多个数据块组成，由于分组转发的原因，一帧将分成多个数据进行转发。

   如下图所示： 蓝线表示一个站点，当数据到达站点A后，A将帧经过以太网传到下一个站点B上。

     t0时刻开始，A开始发送长度为L的数据帧，信道开始被占用。

     t1时刻，帧才从A上完整的发送出去。  发送时间（即发送成功时间）=t1-t0=T0。也等于帧长比发送速率

     此时我们只需要关心数据帧的最后一个比特h即可

    最后一个比特h 在t1时刻（也就是整个数据帧刚好全部发送成功后）进入通道。

      在t4时刻，最后一个比特h 通过站点B. 从h 进入通道到完全出站点B用的时间为端到端的时间τ。

到此为止，信道变为空闲。

 从信道开始有数据到信道空闲，一共经历了T0+τ

所以信道被占用时间为T0+τ

 

 

【心得二】关于以太网信道利用率参数a

   需要注意的是： a并不是信道利用率，只是为了描述信道利用率的一个参数而已。

     我们定义参数 a=τ/T0， 实际上 τ是两端的传播时间，而T0是发送时间。 用传播时间与发送时间的比值来研究信道利用率。 不难看出，如果a的值越小，表示信道利用率S就越高。所以这就要求τ（传播时间）的值小，T0（发送时间）的值大，所以在一定范围内线路要短，帧要长。

【心得三】 为何信道利用率过高不好呢？

   信道利用率越高了，数据线路上拥堵的可能性就越大，当高到一定程度后，会增加数据在线路上的延时。

比如： 如果高速公路上车辆很少，虽然公路利用率低，但是车很快。如果路上车辆多，虽然利用率高，但是会发生堵塞，增加数据发送的延迟。 所以信道利用率应该适中，适当增加，但不能太大