802.3u

　　以太网 Ethernet：IEEE 802.3 局域网协议 　　（Ethernet LAN protocols as defined in IEEE 802.3 suite） 　　以太网协议属于局域网的范畴，包含于 IEEE 802.3 标准组。在 以太网标准中，有两种操作模式：半双工和全双工。半双工模式中，数据是通过共享媒体上 载波监听多路访问/冲突检测（ CSMA/CD）协议实现传输过程的。它的主要不足之处在于有效性和距离限制，链路距离受最小帧大小的限制。该限制彻底降低了其高速传输的有效性。因此，引入了载波扩展技术来确保 千兆位以太网中512字节的最小帧，从而达到了合理的链路距离要求。 　　当前关于在光纤和 双绞线缆上的运行，有四种传输速率： 　　10 Mbps：10Base-T 以太网 　　100 Mbps：快速以太网 　　1000 Mbps：千兆位以太网 802.3z 　　10千兆位以太网：IEEE 802.3ae 　　本文我们主要讨论以太网的总体概况。有关快速以太网(自适应以太网)、千兆位以太网以及10千兆位以太网的具体内容将在个别文件中另作介绍。 　　以太网系统由三个基本单元组成：1）物理媒体，用于携带计算机之间的以太网信号；2）媒体访问控制规则，嵌入在每个 以太网接口处，从而使得多路计算机对共享以太网信道作出正确判断；3）以太帧，由一组系统用于携带数据的标准比特流构成。 　　在所有的 IEEE 802协议中，ISO 数据链路层被划分为两个 IEEE 802子层，媒体访问控制 MAC 子层和媒体访问控制 MAC －客户子层。IEEE 803 物理层对应于 ISO 物理层。 　　MAC 子层有两个基本职能： 　　数据封装，包括传输之前的帧集合和接收中、接收后的帧解析/差错监控。 　　媒体访问控制，包括帧传输初始化和传输失败恢复。 　　媒体访问控制 MAC －客户子层可能是以下一种： 　　 逻辑链路控制 LLC，为终端站的协议栈提供以太网 MAC 和上层之间的接口，其中 LLC 由 IEEE 802.2标准定义。 　　网桥实体，提供 LANs 之间的 LAN-to-LAN 接口，应用于相同的协议（如以太网到以太网）和不同的协议（如以太网到令牌环）之间。网桥实体由 IEEE 802.1 标准定义。 　　每台装备以太网的英特网上的计算机都能独立运行，而没有中心控制器。连接以太网的所有工作站都接入共享 信令系统，又称为媒体。发送数据时，工作站首先要查看信道，如果信道空闲，即可以以太帧或数据包格式传输数据。 　　每帧传输完毕之后，网络各站必须公平争取下一帧的传输机会。共享信道的访问取决于嵌入每个工作站的以太网接口的媒体 访问控制机制。该机制建立在载波监听多路访问/冲突检测（CSMA/CD）基础上。 　　随着每个以太帧发送到共享信道上，所有以太网接口关注目标地址。如果帧目标地址与接口地址相匹配，那么该帧就能被全部读取并且被发送到那台计算机的网络软件上。如果发现目标地址与它们本身的地址不匹配时，所有其它网络接口将停止读帧操作。 　　以太网系统下的信号流控制过程有助于我们掌握系统拓朴结构。以太网的信号拓朴也是一种逻辑拓朴，用来区别媒体电缆的实际物理设计。以太网的逻辑拓朴结构为以太网信号的传送提供了单信道（或总线）。 　　多路以太网可以链接在一起构成较大的以太网 LAN，通过 信号放大器和叫做 中继器的定时设备来实现这一过程。通过转发器，特定的多字段以太网系统可以生成“无根分支树”（non-rooted branching tree）。“无根”意味着任意方向上都可以生成链接系统，并不需要特定的根字段。最重要的是，回路中从不连接字段。由于以太网系统在回路路径上不能正确运行，所以系统的每个字段必须具有两个终端。 　　即使媒体字段以星形模式物理连接中继器的多字段，但是逻辑拓朴结构仍通过以太网单信道传送信号至所有工作站。

　　10/100 Mbps 以太网中的基本 IEEE 802.3 MAC 数据格式如下： 　　7 1 6 6 2 46-1500 bytes 4 bytes 　　Pre SFD DA SA Length Type Data unit + pad FCS 　　Preamble（Pre） ― 7字节。Pre 字段中1和0交互使用，接收站通过该字段知道导入帧，并且该字段提供了 同步化接收物理层帧接收部分和导入比特流的方法。 　　Start-of-Frame Delimiter（SFD） ― 1字节。字段中1和0交互使用，结尾是两个连续的1，表示下一位是利用目的地址的重复使用字节的重复使用位。 　　Destination Address（DA） ― 6字节。DA 字段用于识别需要接收帧的站。 　　Source Addresses（SA） ― 6字节。SA 字段用于识别发送帧的站。 　　Length/Type ― 2字节。如果是采用可选格式组成帧结构时，该字段既表示包含在帧数据字段中的 MAC 客户机数据大小，也表示帧类型 ID。 　　Data ― 是一组 n（46=< n =<1500）字节的任意值序列。帧总值最小为64字节。 　　Frame Check Sequence（FCS） ― 4字节。该序列包括32位的循环冗余校验（CRC）值，由发送 MAC 方生成，通过接收 MAC 方进行计算得出以校验被破坏的帧。 　　包含千兆位载波扩展的 MAC 帧： 　　1000 Base-X 最小帧大小为416字节；1000 Base-T 最小帧大小为520字节。通过扩展字段可以满足长度小于最小值的帧需求。 　　7 1 6 6 2 46=< n =<1500 4 bytes Variable 　　Pre SFD DA SA Length Type Data unit + pad FCS Ext 　　相关协议 IEEE 802.3、802.3u、802.3z、802.3ab、802.2、802.1、802.3ae、802.1D、802.1G、802.1Q、802.1p 　　组织来源 以太网标准由 IEEE（http://www.ieee.org）定义在802.3规范中。