先决条件–以太网和以太网帧格式
以太网适配器或网络接口卡(NIC)是硬件设备/组件，使您可以与计算机之间收发数据。它将通过有线或无线连接连接到网络。
让我们假设我们有一台具有以太网适配器的主机。以太网电缆(可用于直接将计算设备直接连接在一起的电缆)通过收发器连接到当前的以太网适配器(NIC卡)，该适配器是主机的一部分，收发器既充当发送器又充当接收器。
我们可以将以太网电缆插入以太网适配器(NIC卡)的端口。但是，为了将以太网电缆连接到以太网适配器(NIC卡)的端口，我们需要RJ45插座(8针–通过铜缆连接器的标准有线以太网)。
以太网访问协议：
- 该算法通常称为以太网媒体访问控制(MAC)，并在以太网适配器(NIC)上的硬件中实现。
- 以太网的访问方法是CSMA / CD(带有冲突检测的载波侦听多路访问)。
- 编码方法是曼彻斯特编码技术，用于将数据位转换为信号。
采用曼彻斯特编码技术的原因–以太网电缆通过端口连接到以太网适配器。因此，将应用程序层数据提供给传输层，然后转发给网络层，然后到达数据链路层(现在有NIC卡)。
因此，主机计算机创建的帧需要放在以太网电缆上(在通道上)。当主机，要在通道上放置数据/信息时，我们要使用某种编码技术。
编码对于将由主机创建的特定数据/帧转换为信号至关重要，因为以太网电缆(例如，铜缆以电信号的形式传输数据)仅会传输信号。
以太网发送器算法：
- 当适配器(主机)包含要发送的帧并且线路(通道)空闲时，它将立即发送帧。
- 消息中的上限为1500个字节(以太网帧中数据或有效载荷的最大大小)，该适配器可以占用固定长度的行。
- 当适配器包含要发送的帧并且线路(通道)繁忙时，它等待线路空闲并立即发送。
- 以太网被称为CSMA-1持久性协议，因为有忙帧空闲时，带有帧发送的适配器以1的概率发送。
- 由于以太网没有极化/集中控制，因此两个(或多个)以太网适配器可以在相同的时间开始传输帧，这是因为两个都发现路径/线路空闲，或者都一直在观察繁忙的线路变得空闲。示例–假设有2台主机计算机连接到以太网电缆。当两者都发现线路空闲时，它们将帧放置在相同的时间，这会导致冲突。
当帧相互碰撞时，以太网没有集中控制，并且该算法(以太网发送器算法)将使主机知道发生了冲突。这就是为什么将以太网访问方法命名为CSMA / CD的原因。
- 当两个以太网适配器都开始一次传输帧时，帧会在网络上发生冲突。
- 由于以太网支持冲突检测，因此每个发送者都可以看到冲突正在进行中。
- 此刻，当适配器检测到其帧正在撞击另一帧时，很明显可以立即传输32位干扰序列(这样，其他主机就知道发生了冲突)，因此主机当前停止了传输。
笔记 –
干扰序列是以太网网络上的工具发送的信号，指出网络上发生了冲突。 32位长度是必需的，并且足够长以遍历整个冲突域，以便所有发射站都可以检测到冲突。 - 因此，在发生冲突的情况下，发送器将最少发送96位。 64位前同步码+ 32位干扰序列。
笔记 –
前导用于E中的位同步。前导的8个字节和64位的帧开始创建模式。
主机需要发送96位的原因：主机应发送32位干扰序列以进行点冲突，而仅32位是不够的。因此，它必须附加64位前同步码。
矮框：
我们知道以太网不会创建任何小于64字节最小长度的帧。可以看出，矮框通常是由碰撞引起的。当2帧发生碰撞时，将导致碰撞，从而产生“ Runt frame”。
欠缺帧的其他原因是：
- 网卡/ NIC卡故障。
- 缓冲区不足(当缓冲区习惯于在两个设备或进程之间进行通信时，以比从其读取数据/信息的速度慢的速度馈送数据的状态)。
- 双工不匹配(线路的一侧以半双工模式运行，另一侧以全双工模式运行)/软件问题。
以太网发送器算法–最坏的情况：
- “ A”(主机)在时间“ t1”发送帧。
- A的帧在时间“ t1 + d1”到达“ B”(目标计算机)。 (“ d1”：传输或传播延迟)。
- “ B”在时间“ t1 + d1”开始发送，并与A的帧发生冲突。
- “ B”个欠幅帧(32位)在时间“ t1 + 2d1”到达A。
我们假设帧中有200位，并且除最后一位外，所有位均由“ B”发送和接收。 “ B”接收到最后一位的时间与“ B”开始传输的时间相同。因此，发生单位冲突。在此，当“ B”在“ t1 + d1”开始传输时，来自“ A”的帧会同时到达“ B”，即“ t1 + d1”。因此，两个框架都无法使用。这个框架变成矮子框架。 “ B”开始发送帧的时间为“ t1 + d1”，因此，帧到达“ A”的时间为“ t1 + d1 + d1” =“ t1 + 2d1”。
指数补偿：
- 指数回退是以太网利用来减少冲突概率的技术。
- 一旦以太网适配器检测到冲突并停止，它就是传输/传输，它将等待一定的时间。
- 在经过一定时间后，以太网适配器会再次尝试传输。如果以太网算法仍然发现信道繁忙，则它将等待时间加倍，然后再试一次。如果节点最初等待1秒钟，则它将等待2秒钟，然后是4秒钟，然后是8秒钟，直到通道进入空闲状态。
- 当通道最终空闲时，以太网适配器将帧放置在通道中。
- 在每次重新输送尝试之间将延迟间隔乘以两倍的这种策略是“指数退避”。