数据链路层——笔记·续

使用集线器的星形拓扑

? ? ? ? ·传统以太网传输媒体：粗同轴电缆 -> 细同轴电缆 ->?双绞线。

? ? ? ? ·采用双绞线的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)。

传统以太网使用同轴电缆，采用总线形拓扑结构：

采用双绞线的以太网采用星形拓扑：

星形以太网 10 BASE-T：

集线器的一些特点：

·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。

·很像一个多接口的转发器，工作在物理层。

·采用了专门芯片，进行自适应串音回波抵消，减少了近端串音。

具有 3 个接口的集线器：

以太网的信道利用率

·多个站在以太网上同时工作就可能会发生碰撞。

·当发生碰撞时，信道资源实际上是被浪费了。因此，当扣除碰撞所造成的信道损失后，以太网总的信道利用率并不能达到 100%。

·假设：单程端到端传播时延 = ?，则争用期长度 = 2。检测到碰撞后不发送干扰信号。

·设：帧长 = L (bit)，数据发送速率 = C (bit/s)，则帧的发送时间 ?To?= L/C (s)。

以太网信道被占用的情况

注意：成功发送一个帧需要占用信道的时间是 T0 + τ ，比帧的发送时间要多一个单程端到端时延 τ .

参数 a 与利用率

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

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。

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。

对以太网参数 a 的要求

·为提高利用率，以太网的参数 a 的值应当尽可能小些。

·当数据率一定时，以太网的连线的长度受到限制，否则 ? 的数值会太大。

·以太网的帧长不能太短，否则 T0 的值会太小，使 a 值太大。

信道利用率的最大值 Smax

·只有当参数 a 远小于 1 才能得到尽可能高的极限信道利用率。

·据统计，当以太网的利用率达到 30% 时就已经处于重载的情况。