| 这两层严格对应于ISO开放系统互连模式的最低两层，如图所示，LLC子层和介质访问控制子层在一起完成OSI模式所定义的链路层功能。
1．CSMA/CD的MAC帧结构
MAC帧是在MAC子层实体间交换的协议数据。帧的格式如图2.7所示。帧的8个字段为：前导码、帧起始定界符、目的地址、源地址、表示信息字段长度的长度字段、要发送的以LLC数据、需要进行填充的字段和帧校验序列字段。这8个字段除LLC数据和填充字段外，长度都是固定的。
图2.7 CSMA/CD的MAC帧结构
前导码字段包含7个字节，它用于使PLS（物理收发信号）电路和收到的帧达到稳态同步。帧起始定界符（SFD）字段是10101011序列，它紧跟在前导码后，表示一帧的开始。地址字段包括目的地址字段和源地址字段。目的地址字段规定该帧发往的目的地。源地址字段用于标识起始发送该帧的站。MAC子层有两类地址：即单个地址和成组地址，单个地址说明该地址与网络上一个特定站有关，成组地址说明是多目的地的地址，它与给定网络上的一个或多个站有关。也可以是广播地址，即表示网络上所有站的一组地址。
长度字段是两个字节字段，其值表示数据字段中LLC数据的字节数量，数据字段包含数据序列，为了CSMA／CD协议的正常操作需要一个最小帧长度，必要时可在LLC数据字段之后，FCS之前以字节为单位加以填充。帧校验序列（FCS）字段是发送和接收都要使用循环冗余校验码（CRC）算法所产生的FCS字段的CRC码，帧的长度为64个字节到1518字节之间。
2．MAC子层的功能
IEEE 802.3标准提供了MAC子层的功能说明，主要有数据封装和媒体访问管理两个方面。数据封装（发送和接收数据封装）包括成帧（帧定界和帧同步）、编址（源地址及目的地址的处理）和差错检测等。媒体访问管理包括媒体分配和竞争处理。
（1）发送数据封装部分的功能
当LLC子层请求发送一帧时，MAC子层的发送数据封装部分用LLC子层所提供的数据结构组帧，它将一个前导码P和一个帧起始定界符SFD附加到帧的开头部分，还将PAD附加到结尾部分，以确保传送帧的长度满足最小帧长的要求，它还要附加目的地址和源地址，长度计数字段和帧校验序列，然后把组成的帧交给MAC子层的发送媒体访问管理部分以供发送。
（2）发送媒体访问管理部分的功能
借助于监视物理层收发信号（PLS）部分提供的载波监听信号，发送媒体访问管理设法避免发送信号与媒体上其它信息发生冲突。在媒体空闲时，经短暂的帧间延迟（提供给媒体恢复时间）之后，就启动帧发送，然后，MAC子层将串行位流送给PLS接口以供发送，PLS完成产生媒体上电信号的任务。同时，监视媒体和产生冲突检测信号。在没有争用的情况下，即完成发送。完成发送后，MAC子层通过LLC与MAC间的接口通知LLC子层，等待下一个发送请求。假如产生冲突，PLS接通冲突检测信号，接着发送媒体访问管理开始处理冲突。首先，它发送一个称为阻塞（Jam）的位序列来强制冲突，这就保证了有足够的冲突持续时间，以使其它与冲突有关的发送站都得到通知，在阻塞信号结束时，发送媒体访问管理就停止发送。
发送媒体访问管理在随机选择的时间间隔后再进行重发尝试，在重复的冲突面前反复进行重发尝试，发送媒体访问管理用二进制指数退避算法调整媒体负载。然后，或者重发成功，或者媒体故障或过载的情况下，放弃重发尝试。
（3）接收媒体访问管理部分的功能
首先由PLS检测到达帧，使接收与前导码同步，并接通载波监听信号。接收媒体访问管理部件要检测到达的帧是否错误，帧长是否超过最大长度，是否为8位的整倍数，还要过滤冲突的信号，即把小于最小长度的帧过滤掉。
（4）接收数据解封部分的功能
这一部分检验帧的目的地址字段，决定本站是否应该接收该帧，如地址符合，将送到LLC子层，并进行差错检验。
（5）1EEE 802.3 MAC协议的10Mbps实现方案的参数值。
表2.2
参数
数值
Slot Time（时间片）
512比特时间
Inter Frame Gap（帧问间隔）
9．6微秒
attempt limit（尝试极限）
16
Back off limit（退避极限）
10
Jam size（人为干扰长）
32比特
max Frame size（最大帧长）
1518字节
min Frame size（最小帧长）
64字节
address size（地址字段长）
48比特
3.CSMA/CD介质访问控制协议中冲突检测的方法
冲突检测的方法很多，通常以硬件技术实现。一种方法是比较接收到的信号的电压大小。只要接收到的信号的电压摆动值超过某一门限值，就可以认为发生了冲突。另一种方法是在发送帧的同时进行接收，将收到的信号逐比特地与发送的信号相比较，如果有不符合的，就说明出现了冲突。
2.5.3二进制指数退避算法
在CSMA/CD算法中，在检测到冲突并发完阻塞信号后，为了降低再次发生冲突的概率，随机延时一段时间，再按CSMA/CD算法发送信号。采用二进制指数退避算法来确定随机延时时间，其工作原理如下：
① 对每个帧，第1次发生冲突时，设置参数L=2。
② 退避时间从1-L个时间片中随机选取。
③ 当帧重复发生冲突时，参数L加倍。
④ 设置一个最大的重传次数，如果超过该重传次数，则不再重传，并报告出错。
⑤ 未发生冲突或很少发生冲突的帧成功发送的概率大。反之，发生多次冲突的帧成功发送的概率小。
2.6 IEEE 802.3以太网帧和地址格式
2.6.1 规范地址格式
以太网IEEE 802.3（以及IEEE 802.4令牌总线）设备以最低位在前的顺序发送字节，而IEEE 802.5（令牌环）和FDDI采用的是最高位在前的顺序。这个差别相对而言不是那么重图，但是根据规定，目的地址域中是单播地址还是多播地址将由线路上的第一位指明，而不是由地址的量高位或最低位指明。因此以太网中的多播地址在IEEE 802.5或FDDI中就有可能不是一个多播地址。这将导致相当程度上的混淆，以及在互操作性方面的问题，此外在网桥、路由器以及交换机设备中也将导致更大的复杂性，因为它们将不得不在两种规范之间进行转换。
为了降低这种混淆性人们使用了一种规范地址格式，这种格式使用十六进制表示法，并且采用最低位在前的顺序。例如，地址c4-34-56-78-9a-bc就不是一个多播地址，因为第一个字节的最低位是0。
2.6.2 2.0版以太网帧格式
2．0版以太网帧格式保留大多数网络中广为使用的形式。从以太网最初出现直到1997年，以太网类型域是由Xerox负责维护的，它起到了协议复用域的作用。在1997年，IEEE802接替Xerox对以太网类型域进行维护。
该2字节域所携带的协议识信息使得发送设备可以指明它所使用的协议，接收设备也可以用它来判断自己是否理解这样一个协议。由于该域长度为16位，所以有足够空间来支持大量的协议。 4/15 首页 上一页 2 3 4 5 6 7 下一页 尾页 |
