1 Introduction of Ethernet Metcalfe’s Ethernet sketch Also refer to nfhuang/chap04.htm

1

Introduction of Ethernet

Metcalfersquos Ethernetsketch

Also refer to httpwwwcsnthuedutw~nfhuangchap04htm

2

Questions (12)

OSI 7-layer What is LAN 如何連結電腦形成一個 LAN 是什麼網路卡我們常用到那些網路卡網路卡的工作是什麼請想像 Ethernet MAC layer frame 應該要有那些欄位才能讓對方得到足夠的資訊

3

Questions (22)

同一 LAN 中的許多電腦同時透過 Ethernet 送出frames 會不會有問題

What is Multiple Access 如何用 CSMACD 的方式讓各個電腦可以在

bus 上達到相互通訊的目的 CSMACD 是好的方法嗎有沒有其他方法如何讓 Ethernet 傳輸速度從最早 10Mbps 不斷增加再增加

Ethernet 成功的原因

4

Outlines

Ethernet History Ethernet Frame Multiple Access in Ethernet IEEE 8023

5

Part 1

Ethernet History

bus coaxial cable

switchstar

6

Ethernet History

ldquo Dominantrdquo wired LAN technology Ethernets history

Ethernets success First widely used LAN technology Simpler cheaper than token LANs and ATM Cheap $20 for NIC Kept up with speed race 10 Mbps ndash 10 Gbps

7

What is Ethernet

Link amp Physical Layers Different physical layer media fiber cable Different speeds 2 Mbps 10 Mbps 100

Mbps 1Gbps 10G bps Common MAC protocol and frame format

applicationtransportnetwork

linkphysical

MAC protocoland frame format

100BASE-TX

100BASE-T4

100BASE-FX100BASE-T2

100BASE-SX 100BASE-BX

fiber physical layercopper (twisterpair) physical layer

8

IEEE 8023 Standards

Many different Ethernet specifications Ethernet has no IEEE standard

Ethernet is similar to IEEE 8023 but not the same

9

Ethernets Name

According to PHY techniques Ethernet has several specifications and named them as

n-signal-PHY n data rate signal Base is baseband broad is broadband PHY distance media or coding methods

Examples 10Base5 10Mbs baseband 500m 10Base-T 10Mbs baseband Twisted pair

10

Comparisons of Different Spec

同軸電纜(50 )歐姆

185 m

10Mbps

925 m

30

5mm

10 Base2

每段最多可連接電腦的數目

電纜線直徑

每段最大長度

網路最大長度

資料傳輸速率

傳輸媒介

參數


500 m

10Mbps

2500 m

100

10 mm

10 Base5

無遮蔽雙絞線UTP

185 m

10Mbps

500 m

-

04-06mm

10 BaseT

無遮蔽雙絞線5 UTP等級

100 m

100Mbps

-

-

-

100 BaseX

11

10Base2 Bus Topology

一條纜線的範圍稱為「區段」（ segment ）利用 MAC 位址判斷是誰的資料若一個 T 型節點損毀則整個網路無法運作使用終端子（ Terminator ）收吸收訊息的回音

A bit transmission time is 110M= 01msec

終端子

目的電腦位址MAC address03705b11345

來源電腦位址MAC address01c07b201555

12

Thin Ethernet with Repeater

3 segments connected by repeaters

terminator

repeater

Type-Tconnector

segment 1

segment 2

segment 3

兩終端電阻間最長不可超185 公尺任兩台電腦間電

纜總長度不可超過 925 公尺

距離是05 公尺的倍數

任兩台電腦間不能超過4 個 repeater

13


terminator

repeater

Type-Tconnector

segment 1

segment 2

segment 3

兩終端電阻間最長不可超過500 公尺

任兩台電腦間電纜總長度不可超過 1500 公尺因此這 5 段同軸電纜不可以連接成一直線狀

最多 5 個 segment 任何二個工作站之間的路徑上最多只能有 2 個訊號增益器

14

10Base-T with Hub

10Base-T Centralized control by Hub

Still use Bus Topology － Broadcast Half duplex

One hub node crashes rarr Do not affect other nodes

Bus topology popular through mid 1990s All nodes in same collision domain (can

collide with each other)

HubHub

Hub

1

5

43

2 data

Hub

不可超過250 公尺


15

10Base-T with Switch

Centralized control by Switch Check the destination MAC address of Frame

forward this frame to a correct port No forward frames to other ports Full duplex Parallel sending many signals

Today star topology prevails Active switch in center Each ldquospokerdquo runs a (separate) Ethernet

protocol (nodes do not collide with each other)

SwitchSwitch

Switch

switchstar

16

Fast Ethernet 100BaseT Ethernet

100Mbps reduce the transmission delay of each bit

100BaseX uses 2 UTP pairs 100Base4T uses 4 UTP pairs Compatible to 10BaseT wiring system

frame format max packet size A bit transmission time is

1100M=001msec

17

Gigabit Ethernet IEEE 8023ab 1000Base-T IEEE 8023z

1000Base-SXLX Compatible to Ethernet Fast Ethernet

The same as old wiring system but speed is up to 1000Mbps

Use fiber of Category 5 UTP Used as a backbone or the

interconnection among servers

18

10 Gigabit Ethernet

IEEE 8023ae There are many differences between 8023ae

and old Ethernet specifications Use Optical Fiber Full-duplex

Have the same frame formatmax packet size Applications

Server interconnect for clusters of servers Links between switches and servers Backbone Very high-speed connections between buildings

19

Part 2

Ethernet Frame

20

Ethernet Unreliable Connectionless

Connectionless No handshaking between sending and receiving NICs NIC Network Interface Card

Unreliable receiving NIC doesnrsquot send acks or nacks to sending NIC Stream of datagrams passed to network layer

can have gaps (missing datagrams) Gaps will be filled if application is using TCP Otherwise application will see gaps

Ethernetrsquos MAC protocol unslotted CSMACD

21

Ethernet frame (13)

Define the frame in MAC layer Preamble

7 bytes with pattern 10101010 followed by one byte with pattern 10101011

Used to synchronize receiver sender clock rates

Preamble SourceDestination TypeData fromupper layer

FCS

Bytes 8 6 6 2 46-1500 4

64-1518 bytes

22

Ethernet frame (23)

Source MAC address Source accepts the data from upper layer

encapsulates as a frame then sends it to destination

Destination MAC address If adapter receives frame with matching

destination address or with broadcast address (eg ARP packet) it passes data in frame to network layer protocol Otherwise adapter discards frame

LSB=0 physical MAC address LSB=1 multicast address All 1s in 6 bytes broadcast address

23

Ethernet frame (33)

Type Indicates higher layer protocol

0800H IP 0600H XNS (Xerox protocol suit) Mostly IP but others possible eg Novell IPX

AppleTalk Data

46-1500 bytes Frame Check Sequence (FCS)

Checked at receiver If error is detected the frame is dropped

Use 32-bits CRC to check address type and data

24

Manchester Encoding

Each bit has a transition Allows clocks in sending and receiving

nodes to synchronize to each other No need for a centralized global clock among

nodes

-0225V 07V

-1825V -07V

for coaxial cable

for UTP

25

Round-trip Propagation Delay

The time delay to send a signal on one round-trip In specification the maximum distance

between 2 hosts is 2800m Use 10Mbps Ethernet as an example

Round-trip propagation delay is about 4638 s

Finally round-trip propagation delay is set to be 512 s

26

Thick Ethernet Topology

Max distance =500m3+1000m2+300m=2800m

訊號傳遞速度為光速的 065 倍 2800m2divide(3108

065)=2872s Round trip delay 還包括電纜線傳遞延遲及元件延遲等

source httpwwwcsnthuedutw~nfhuangchap04htm

27

Part 3

Multiple Access in

Ethernet

28

Sending an Ethernet Frame

Broadcast If there are two computers send data at

the same time two frames will collide A collision occurs Receivers discards these frames

CSMACD（ Carrier Sense Multiple Access Collision Detection ） is used

Best Effect

29

CSMACD

Carrier Sense 表示網路卡要對 carrier 進行監測判斷網路線上是否有資料的傳送

Multiple Access 指出這種機制的目的是要讓多個網路卡可以在同一個 carrier 上存取資料

Collision Detection 表示 collision 是會發生的必須靠 detection的機制來判斷是否有 collision

30

Ethernet CSMACD algorithm (12)

1 NIC receives datagram from network layer and creates frame

2 If NIC senses channel idle starts frame transmission

If NIC senses channel busy waits until channel idle and then transmits

3 If NIC transmits entire frame without detecting another transmission NIC is done with frame

31


4 If NIC detects another transmission while transmitting aborts and sends jam signal Jam Signal make sure all other transmitters

are aware of collision 48 bits

5 After aborting NIC enters exponential backoff NIC chooses K at random from 012hellip2m-1

after the m th collision

NIC waits K512 bit times returns to Step 2

32

No Collision Occurs

A電腦 B電腦

A電腦 B電腦A frame開始送出

A電腦 B電腦

B聽到網路上有資料必須等待

A collision確定沒有繼續送資料

time=0

time=512s

Ex 10BaseT

why

33

Collision Occurs

If host B sends it frame before getting Arsquos frame a collision occurs

Host A finds noise treat it as a collision

The worst case A finds noise after a

round-trip propagation delay time

A電腦 B電腦B frame開始送出


A電腦 B電腦collision發生

A電腦 B電腦

A collision發現接著送出

jamming signal

B collision發現

34

How Long to Find Collision

Round-trip propagation delay is 512 s for 10Mbps Ethernet

Host A must listen at least 512 s and know whether a collision occurs or not


A電腦 B電腦A 開始送出

frame


A電腦 B電腦


Jamming signal

B collisionB發現也 Jamming siganl會送

35

CSMACD Random Time Delay (12)

Let two collided hosts retransmit frames at a different time Host generates a random time delay (r) r 0

1 2k-1 n the number of collisions（ n16） k = min (n 10)

Retransmit the frame after r Exponential backoff algorithm

The random time delay is round-trip propagation delay r For 10BaseT 512 sr

36


Goal adapt retransmission attempts to estimated current load Heavy load random wait will be

longer

37

Examples of Binary Exponential Backoff Algorithm

First collision n=1 k=min(n10)=1 r 0 1 Probability=12 to send frame immediately Probability=12 to send frame after 512 s

Second collision n=2 k=min(n10)=2 r 0 1 2 3 Four cases 0s 512 s 512times2 s 512times3

s After ten collisions choose r from

01234hellip1023

38

Data Size Limitation

To avoid that any host occupies Ethernet too long the data size is smaller than 1500 bytes

If the size of a frame is too small adapters can not detect collision in time 10MHz 01sbit Within 512s 512sdivide01sbit＝ 512bits

=64 bytes can be sent Every frame must be larger than 64 bytes

Data size must be larger than 46 bytes

39

Effect of CSMACD

Unpredicable when the frame can be received

Not fair Bandwidth utilization degrades if heavy

loading Not suitable for real-time applications

40

Properties of An Ethernet

Shared bus technology（ broadcast） Lowest level hardware does not support

addressing Best-effort delivery mechanism No central authority to grant access Each transmission is limited in duration

41

Part 4

IEEE 8023

42

IEEE 802 Series

Fiber UTP wireless cable

80211 8023

8022 LLC (Logic Link Control)

SMTP FTPHTTP

TCP UDP

SNMP DNS

IP

Ethernet802128024 8025

bull8023 CDMACD

bull8024 Token-bus

bull8025 Token-ring

bull80211 Wireless LAN

bull80212 100VG-AnyLAN

43

IEEE 8023 Protocol

Ethernet is compatible to 8023 Length of bytes in LLC

Preamble SourceDestination Length Data from LLC FCS

Bytes 8 6 6 2 46-1500 4

64-1518 bytes

44

Flow Chart of IEEE 8023傳送訊框

組成訊框

線上有訊號

訊框過短( )衝撞

檢查碼正確

傳送訊框

發生衝撞

傳送完畢

jamming送出signal

i=i+1

i gt 16

計算延遲時間

等待延遲時間

傳送失敗傳送成功

Y es

No

No

No

Y es

Y es Y es

No

接收訊框

開始接收

接收完畢

位址辨識成功

尚有多餘位元

刪除訊框頭尾

長度錯誤對齊錯誤

Y es

No

No

No

Y es

Y es

Y es

接收成功訊框錯誤

長度欄位內容正確

No

Y es No

Y es

No

2

Questions (12)

OSI 7-layer What is LAN 如何連結電腦形成一個 LAN 是什麼網路卡我們常用到那些網路卡網路卡的工作是什麼請想像 Ethernet MAC layer frame 應該要有那些欄位才能讓對方得到足夠的資訊

3

Questions (22)





4

Outlines


5

Part 1

Ethernet History

bus coaxial cable

switchstar

6

Ethernet History



7

What is Ethernet




linkphysical


100BASE-TX

100BASE-T4




8

IEEE 8023 Standards



9

Ethernets Name




10



185 m

10Mbps

925 m

30

5mm

10 Base2


電纜線直徑

每段最大長度

網路最大長度

資料傳輸速率

傳輸媒介

參數


500 m

10Mbps

2500 m

100

10 mm

10 Base5


185 m

10Mbps

500 m

-

04-06mm

10 BaseT


100 m

100Mbps

-

-

-

100 BaseX

11




終端子



12



terminator

repeater

Type-Tconnector

segment 1

segment 2

segment 3





13


terminator

repeater

Type-Tconnector

segment 1

segment 2

segment 3




14

10Base-T with Hub






HubHub

Hub

1

5

43

2 data

Hub



15






SwitchSwitch

Switch

switchstar

16





1100M=001msec

17






18

10 Gigabit Ethernet





19

Part 2

Ethernet Frame

20






21

Ethernet frame (13)





FCS

Bytes 8 6 6 2 46-1500 4

64-1518 bytes

22

Ethernet frame (23)






23

Ethernet frame (33)



AppleTalk Data




24

Manchester Encoding



nodes

-0225V 07V

-1825V -07V

for coaxial cable

for UTP

25






26






27

Part 3

Multiple Access in

Ethernet

28





Best Effect

29

CSMACD




30






31







32

No Collision Occurs

A電腦 B電腦


A電腦 B電腦



time=0

time=512s

Ex 10BaseT

why

33

Collision Occurs








A電腦 B電腦


jamming signal

B collision發現

34






frame


A電腦 B電腦


Jamming signal


35






36



longer

37





01234hellip1023

38






39

Effect of CSMACD




40




41

Part 4

IEEE 8023

42

IEEE 802 Series


80211 8023


SMTP FTPHTTP

TCP UDP

SNMP DNS

IP

Ethernet802128024 8025

bull8023 CDMACD

bull8024 Token-bus

bull8025 Token-ring



43

IEEE 8023 Protocol



Bytes 8 6 6 2 46-1500 4

64-1518 bytes

44


組成訊框

線上有訊號


檢查碼正確

傳送訊框

發生衝撞

傳送完畢

jamming送出signal

i=i+1

i gt 16

計算延遲時間

等待延遲時間


Y es

No

No

No

Y es

Y es Y es

No

接收訊框

開始接收

接收完畢

位址辨識成功

尚有多餘位元

刪除訊框頭尾


Y es

No

No

No

Y es

Y es

Y es



No

Y es No

Y es

No

3

Questions (22)





4

Outlines


5

Part 1

Ethernet History

bus coaxial cable

switchstar

6

Ethernet History



7

What is Ethernet




linkphysical


100BASE-TX

100BASE-T4




8

IEEE 8023 Standards



9

Ethernets Name




10



185 m

10Mbps

925 m

30

5mm

10 Base2


電纜線直徑

每段最大長度

網路最大長度

資料傳輸速率

傳輸媒介

參數


500 m

10Mbps

2500 m

100

10 mm

10 Base5


185 m

10Mbps

500 m

-

04-06mm

10 BaseT


100 m

100Mbps

-

-

-

100 BaseX

11




終端子



12



terminator

repeater

Type-Tconnector

segment 1

segment 2

segment 3





13


terminator

repeater

Type-Tconnector

segment 1

segment 2

segment 3




14

10Base-T with Hub






HubHub

Hub

1

5

43

2 data

Hub



15






SwitchSwitch

Switch

switchstar

16





1100M=001msec

17






18

10 Gigabit Ethernet





19

Part 2

Ethernet Frame

20






21

Ethernet frame (13)





FCS

Bytes 8 6 6 2 46-1500 4

64-1518 bytes

22

Ethernet frame (23)






23

Ethernet frame (33)



AppleTalk Data




24

Manchester Encoding



nodes

-0225V 07V

-1825V -07V

for coaxial cable

for UTP

25






26






27

Part 3

Multiple Access in

Ethernet

28





Best Effect

29

CSMACD




30






31







32

No Collision Occurs

A電腦 B電腦


A電腦 B電腦



time=0

time=512s

Ex 10BaseT

why

33

Collision Occurs








A電腦 B電腦


jamming signal

B collision發現

34






frame


A電腦 B電腦


Jamming signal


35






36



longer

37





01234hellip1023

38






39

Effect of CSMACD




40




41

Part 4

IEEE 8023

42

IEEE 802 Series


80211 8023


SMTP FTPHTTP

TCP UDP

SNMP DNS

IP

Ethernet802128024 8025

bull8023 CDMACD

bull8024 Token-bus

bull8025 Token-ring



43

IEEE 8023 Protocol



Bytes 8 6 6 2 46-1500 4

64-1518 bytes

44


組成訊框

線上有訊號


檢查碼正確

傳送訊框

發生衝撞

傳送完畢

jamming送出signal

i=i+1

i gt 16

計算延遲時間

等待延遲時間


Y es

No

No

No

Y es

Y es Y es

No

接收訊框

開始接收

接收完畢

位址辨識成功

尚有多餘位元

刪除訊框頭尾


Y es

No

No

No

Y es

Y es

Y es



No

Y es No

Y es

No

4

Outlines


5

Part 1

Ethernet History

bus coaxial cable

switchstar

6

Ethernet History



7

What is Ethernet




linkphysical


100BASE-TX

100BASE-T4




8

IEEE 8023 Standards



9

Ethernets Name




10



185 m

10Mbps

925 m

30

5mm

10 Base2


電纜線直徑

每段最大長度

網路最大長度

資料傳輸速率

傳輸媒介

參數


500 m

10Mbps

2500 m

100

10 mm

10 Base5


185 m

10Mbps

500 m

-

04-06mm

10 BaseT


100 m

100Mbps

-

-

-

100 BaseX

11




終端子



12



terminator

repeater

Type-Tconnector

segment 1

segment 2

segment 3





13


terminator

repeater

Type-Tconnector

segment 1

segment 2

segment 3




14

10Base-T with Hub






HubHub

Hub

1

5

43

2 data

Hub



15






SwitchSwitch

Switch

switchstar

16





1100M=001msec

17






18

10 Gigabit Ethernet





19

Part 2

Ethernet Frame

20






21

Ethernet frame (13)





FCS

Bytes 8 6 6 2 46-1500 4

64-1518 bytes

22

Ethernet frame (23)






23

Ethernet frame (33)



AppleTalk Data




24

Manchester Encoding



nodes

-0225V 07V

-1825V -07V

for coaxial cable

for UTP

25






26






27

Part 3

Multiple Access in

Ethernet

28





Best Effect

29

CSMACD




30






31







32

No Collision Occurs

A電腦 B電腦


A電腦 B電腦



time=0

time=512s

Ex 10BaseT

why

33

Collision Occurs








A電腦 B電腦


jamming signal

B collision發現

34






frame


A電腦 B電腦


Jamming signal


35






36



longer

37





01234hellip1023

38






39

Effect of CSMACD




40




41

Part 4

IEEE 8023

42

IEEE 802 Series


80211 8023


SMTP FTPHTTP

TCP UDP

SNMP DNS

IP

Ethernet802128024 8025

bull8023 CDMACD

bull8024 Token-bus

bull8025 Token-ring



43

IEEE 8023 Protocol



Bytes 8 6 6 2 46-1500 4

64-1518 bytes

44


組成訊框

線上有訊號


檢查碼正確

傳送訊框

發生衝撞

傳送完畢

jamming送出signal

i=i+1

i gt 16

計算延遲時間

等待延遲時間


Y es

No

No

No

Y es

Y es Y es

No

接收訊框

開始接收

接收完畢

位址辨識成功

尚有多餘位元

刪除訊框頭尾


Y es

No

No

No

Y es

Y es

Y es



No

Y es No

Y es

No

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Part 1

Ethernet History

bus coaxial cable

switchstar

6

Ethernet History



7

What is Ethernet




linkphysical


100BASE-TX

100BASE-T4




8

IEEE 8023 Standards



9

Ethernets Name




10



185 m

10Mbps

925 m

30

5mm

10 Base2


電纜線直徑

每段最大長度

網路最大長度

資料傳輸速率

傳輸媒介

參數


500 m

10Mbps

2500 m

100

10 mm

10 Base5


185 m

10Mbps

500 m

-

04-06mm

10 BaseT


100 m

100Mbps

-

-

-

100 BaseX

11




終端子



12



terminator

repeater

Type-Tconnector

segment 1

segment 2

segment 3





13


terminator

repeater

Type-Tconnector

segment 1

segment 2

segment 3




14

10Base-T with Hub






HubHub

Hub

1

5

43

2 data

Hub



15






SwitchSwitch

Switch

switchstar

16





1100M=001msec

17






18

10 Gigabit Ethernet





19

Part 2

Ethernet Frame

20






21

Ethernet frame (13)





FCS

Bytes 8 6 6 2 46-1500 4

64-1518 bytes

22

Ethernet frame (23)






23

Ethernet frame (33)



AppleTalk Data




24

Manchester Encoding



nodes

-0225V 07V

-1825V -07V

for coaxial cable

for UTP

25






26






27

Part 3

Multiple Access in

Ethernet

28





Best Effect

29

CSMACD




30






31







32

No Collision Occurs

A電腦 B電腦


A電腦 B電腦



time=0

time=512s

Ex 10BaseT

why

33

Collision Occurs








A電腦 B電腦


jamming signal

B collision發現

34






frame


A電腦 B電腦


Jamming signal


35






36



longer

37





01234hellip1023

38






39

Effect of CSMACD




40




41

Part 4

IEEE 8023

42

IEEE 802 Series


80211 8023


SMTP FTPHTTP

TCP UDP

SNMP DNS

IP

Ethernet802128024 8025

bull8023 CDMACD

bull8024 Token-bus

bull8025 Token-ring



43

IEEE 8023 Protocol



Bytes 8 6 6 2 46-1500 4

64-1518 bytes

44


組成訊框

線上有訊號


檢查碼正確

傳送訊框

發生衝撞

傳送完畢

jamming送出signal

i=i+1

i gt 16

計算延遲時間

等待延遲時間


Y es

No

No

No

Y es

Y es Y es

No

接收訊框

開始接收

接收完畢

位址辨識成功

尚有多餘位元

刪除訊框頭尾


Y es

No

No

No

Y es

Y es

Y es



No

Y es No

Y es

No

6

Ethernet History



7

What is Ethernet




linkphysical


100BASE-TX

100BASE-T4




8

IEEE 8023 Standards



9

Ethernets Name




10



185 m

10Mbps

925 m

30

5mm

10 Base2


電纜線直徑

每段最大長度

網路最大長度

資料傳輸速率

傳輸媒介

參數


500 m

10Mbps

2500 m

100

10 mm

10 Base5


185 m

10Mbps

500 m

-

04-06mm

10 BaseT


100 m

100Mbps

-

-

-

100 BaseX

11




終端子



12



terminator

repeater

Type-Tconnector

segment 1

segment 2

segment 3





13


terminator

repeater

Type-Tconnector

segment 1

segment 2

segment 3




14

10Base-T with Hub






HubHub

Hub

1

5

43

2 data

Hub



15






SwitchSwitch

Switch

switchstar

16





1100M=001msec

17






18

10 Gigabit Ethernet





19

Part 2

Ethernet Frame

20






21

Ethernet frame (13)





FCS

Bytes 8 6 6 2 46-1500 4

64-1518 bytes

22

Ethernet frame (23)






23

Ethernet frame (33)



AppleTalk Data




24

Manchester Encoding



nodes

-0225V 07V

-1825V -07V

for coaxial cable

for UTP

25






26






27

Part 3

Multiple Access in

Ethernet

28





Best Effect

29

CSMACD




30






31







32

No Collision Occurs

A電腦 B電腦


A電腦 B電腦



time=0

time=512s

Ex 10BaseT

why

33

Collision Occurs








A電腦 B電腦


jamming signal

B collision發現

34






frame


A電腦 B電腦


Jamming signal


35






36



longer

37





01234hellip1023

38






39

Effect of CSMACD




40




41

Part 4

IEEE 8023

42

IEEE 802 Series


80211 8023


SMTP FTPHTTP

TCP UDP

SNMP DNS

IP

Ethernet802128024 8025

bull8023 CDMACD

bull8024 Token-bus

bull8025 Token-ring



43

IEEE 8023 Protocol



Bytes 8 6 6 2 46-1500 4

64-1518 bytes

44


組成訊框

線上有訊號


檢查碼正確

傳送訊框

發生衝撞

傳送完畢

jamming送出signal

i=i+1

i gt 16

計算延遲時間

等待延遲時間


Y es

No

No

No

Y es

Y es Y es

No

接收訊框

開始接收

接收完畢

位址辨識成功

尚有多餘位元

刪除訊框頭尾


Y es

No

No

No

Y es

Y es

Y es



No

Y es No

Y es

No

7

What is Ethernet




linkphysical


100BASE-TX

100BASE-T4




8

IEEE 8023 Standards



9

Ethernets Name




10



185 m

10Mbps

925 m

30

5mm

10 Base2


電纜線直徑

每段最大長度

網路最大長度

資料傳輸速率

傳輸媒介

參數


500 m

10Mbps

2500 m

100

10 mm

10 Base5


185 m

10Mbps

500 m

-

04-06mm

10 BaseT


100 m

100Mbps

-

-

-

100 BaseX

11




終端子



12



terminator

repeater

Type-Tconnector

segment 1

segment 2

segment 3





13


terminator

repeater

Type-Tconnector

segment 1

segment 2

segment 3




14

10Base-T with Hub






HubHub

Hub

1

5

43

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Hub



15






SwitchSwitch

Switch

switchstar

16





1100M=001msec

17






18

10 Gigabit Ethernet





19

Part 2

Ethernet Frame

20






21

Ethernet frame (13)





FCS

Bytes 8 6 6 2 46-1500 4

64-1518 bytes

22

Ethernet frame (23)






23

Ethernet frame (33)



AppleTalk Data




24

Manchester Encoding



nodes

-0225V 07V

-1825V -07V

for coaxial cable

for UTP

25






26






27

Part 3

Multiple Access in

Ethernet

28





Best Effect

29

CSMACD




30






31







32

No Collision Occurs

A電腦 B電腦


A電腦 B電腦



time=0

time=512s

Ex 10BaseT

why

33

Collision Occurs








A電腦 B電腦


jamming signal

B collision發現

34






frame


A電腦 B電腦


Jamming signal


35






36



longer

37





01234hellip1023

38






39

Effect of CSMACD




40




41

Part 4

IEEE 8023

42

IEEE 802 Series


80211 8023


SMTP FTPHTTP

TCP UDP

SNMP DNS

IP

Ethernet802128024 8025

bull8023 CDMACD

bull8024 Token-bus

bull8025 Token-ring



43

IEEE 8023 Protocol



Bytes 8 6 6 2 46-1500 4

64-1518 bytes

44


組成訊框

線上有訊號


檢查碼正確

傳送訊框

發生衝撞

傳送完畢

jamming送出signal

i=i+1

i gt 16

計算延遲時間

等待延遲時間


Y es

No

No

No

Y es

Y es Y es

No

接收訊框

開始接收

接收完畢

位址辨識成功

尚有多餘位元

刪除訊框頭尾


Y es

No

No

No

Y es

Y es

Y es



No

Y es No

Y es

No

8

IEEE 8023 Standards



9

Ethernets Name




10



185 m

10Mbps

925 m

30

5mm

10 Base2


電纜線直徑

每段最大長度

網路最大長度

資料傳輸速率

傳輸媒介

參數


500 m

10Mbps

2500 m

100

10 mm

10 Base5


185 m

10Mbps

500 m

-

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10 BaseT


100 m

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-

-

-

100 BaseX

11




終端子



12



terminator

repeater

Type-Tconnector

segment 1

segment 2

segment 3





13


terminator

repeater

Type-Tconnector

segment 1

segment 2

segment 3




14

10Base-T with Hub






HubHub

Hub

1

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43

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Hub



15






SwitchSwitch

Switch

switchstar

16





1100M=001msec

17






18

10 Gigabit Ethernet





19

Part 2

Ethernet Frame

20






21

Ethernet frame (13)





FCS

Bytes 8 6 6 2 46-1500 4

64-1518 bytes

22

Ethernet frame (23)






23

Ethernet frame (33)



AppleTalk Data




24

Manchester Encoding



nodes

-0225V 07V

-1825V -07V

for coaxial cable

for UTP

25






26






27

Part 3

Multiple Access in

Ethernet

28





Best Effect

29

CSMACD




30






31







32

No Collision Occurs

A電腦 B電腦


A電腦 B電腦



time=0

time=512s

Ex 10BaseT

why

33

Collision Occurs








A電腦 B電腦


jamming signal

B collision發現

34






frame


A電腦 B電腦


Jamming signal


35






36



longer

37





01234hellip1023

38






39

Effect of CSMACD




40




41

Part 4

IEEE 8023

42

IEEE 802 Series


80211 8023


SMTP FTPHTTP

TCP UDP

SNMP DNS

IP

Ethernet802128024 8025

bull8023 CDMACD

bull8024 Token-bus

bull8025 Token-ring



43

IEEE 8023 Protocol



Bytes 8 6 6 2 46-1500 4

64-1518 bytes

44


組成訊框

線上有訊號


檢查碼正確

傳送訊框

發生衝撞

傳送完畢

jamming送出signal

i=i+1

i gt 16

計算延遲時間

等待延遲時間


Y es

No

No

No

Y es

Y es Y es

No

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接收完畢

位址辨識成功

尚有多餘位元

刪除訊框頭尾


Y es

No

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Y es

Y es

Y es



No

Y es No

Y es

No

9

Ethernets Name




10



185 m

10Mbps

925 m

30

5mm

10 Base2


電纜線直徑

每段最大長度

網路最大長度

資料傳輸速率

傳輸媒介

參數


500 m

10Mbps

2500 m

100

10 mm

10 Base5


185 m

10Mbps

500 m

-

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10 BaseT


100 m

100Mbps

-

-

-

100 BaseX

11




終端子



12



terminator

repeater

Type-Tconnector

segment 1

segment 2

segment 3





13


terminator

repeater

Type-Tconnector

segment 1

segment 2

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14

10Base-T with Hub






HubHub

Hub

1

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43

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Hub



15






SwitchSwitch

Switch

switchstar

16





1100M=001msec

17






18

10 Gigabit Ethernet





19

Part 2

Ethernet Frame

20






21

Ethernet frame (13)





FCS

Bytes 8 6 6 2 46-1500 4

64-1518 bytes

22

Ethernet frame (23)






23

Ethernet frame (33)



AppleTalk Data




24

Manchester Encoding



nodes

-0225V 07V

-1825V -07V

for coaxial cable

for UTP

25






26






27

Part 3

Multiple Access in

Ethernet

28





Best Effect

29

CSMACD




30






31







32

No Collision Occurs

A電腦 B電腦


A電腦 B電腦



time=0

time=512s

Ex 10BaseT

why

33

Collision Occurs








A電腦 B電腦


jamming signal

B collision發現

34






frame


A電腦 B電腦


Jamming signal


35






36



longer

37





01234hellip1023

38






39

Effect of CSMACD




40




41

Part 4

IEEE 8023

42

IEEE 802 Series


80211 8023


SMTP FTPHTTP

TCP UDP

SNMP DNS

IP

Ethernet802128024 8025

bull8023 CDMACD

bull8024 Token-bus

bull8025 Token-ring



43

IEEE 8023 Protocol



Bytes 8 6 6 2 46-1500 4

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44


組成訊框

線上有訊號


檢查碼正確

傳送訊框

發生衝撞

傳送完畢

jamming送出signal

i=i+1

i gt 16

計算延遲時間

等待延遲時間


Y es

No

No

No

Y es

Y es Y es

No

接收訊框

開始接收

接收完畢

位址辨識成功

尚有多餘位元

刪除訊框頭尾


Y es

No

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Y es

Y es



No

Y es No

Y es

No

10



185 m

10Mbps

925 m

30

5mm

10 Base2


電纜線直徑

每段最大長度

網路最大長度

資料傳輸速率

傳輸媒介

參數


500 m

10Mbps

2500 m

100

10 mm

10 Base5


185 m

10Mbps

500 m

-

04-06mm

10 BaseT


100 m

100Mbps

-

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100 BaseX

11




終端子



12



terminator

repeater

Type-Tconnector

segment 1

segment 2

segment 3





13


terminator

repeater

Type-Tconnector

segment 1

segment 2

segment 3




14

10Base-T with Hub






HubHub

Hub

1

5

43

2 data

Hub



15






SwitchSwitch

Switch

switchstar

16





1100M=001msec

17






18

10 Gigabit Ethernet





19

Part 2

Ethernet Frame

20






21

Ethernet frame (13)





FCS

Bytes 8 6 6 2 46-1500 4

64-1518 bytes

22

Ethernet frame (23)






23

Ethernet frame (33)



AppleTalk Data




24

Manchester Encoding



nodes

-0225V 07V

-1825V -07V

for coaxial cable

for UTP

25






26






27

Part 3

Multiple Access in

Ethernet

28





Best Effect

29

CSMACD




30






31







32

No Collision Occurs

A電腦 B電腦


A電腦 B電腦



time=0

time=512s

Ex 10BaseT

why

33

Collision Occurs








A電腦 B電腦


jamming signal

B collision發現

34






frame


A電腦 B電腦


Jamming signal


35






36



longer

37





01234hellip1023

38






39

Effect of CSMACD




40




41

Part 4

IEEE 8023

42

IEEE 802 Series


80211 8023


SMTP FTPHTTP

TCP UDP

SNMP DNS

IP

Ethernet802128024 8025

bull8023 CDMACD

bull8024 Token-bus

bull8025 Token-ring



43

IEEE 8023 Protocol



Bytes 8 6 6 2 46-1500 4

64-1518 bytes

44


組成訊框

線上有訊號


檢查碼正確

傳送訊框

發生衝撞

傳送完畢

jamming送出signal

i=i+1

i gt 16

計算延遲時間

等待延遲時間


Y es

No

No

No

Y es

Y es Y es

No

接收訊框

開始接收

接收完畢

位址辨識成功

尚有多餘位元

刪除訊框頭尾


Y es

No

No

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Y es

Y es

Y es



No

Y es No

Y es

No

11




終端子



12



terminator

repeater

Type-Tconnector

segment 1

segment 2

segment 3





13


terminator

repeater

Type-Tconnector

segment 1

segment 2

segment 3




14

10Base-T with Hub






HubHub

Hub

1

5

43

2 data

Hub



15






SwitchSwitch

Switch

switchstar

16





1100M=001msec

17






18

10 Gigabit Ethernet





19

Part 2

Ethernet Frame

20






21

Ethernet frame (13)





FCS

Bytes 8 6 6 2 46-1500 4

64-1518 bytes

22

Ethernet frame (23)






23

Ethernet frame (33)



AppleTalk Data




24

Manchester Encoding



nodes

-0225V 07V

-1825V -07V

for coaxial cable

for UTP

25






26






27

Part 3

Multiple Access in

Ethernet

28





Best Effect

29

CSMACD




30






31







32

No Collision Occurs

A電腦 B電腦


A電腦 B電腦



time=0

time=512s

Ex 10BaseT

why

33

Collision Occurs








A電腦 B電腦


jamming signal

B collision發現

34






frame


A電腦 B電腦


Jamming signal


35






36



longer

37





01234hellip1023

38






39

Effect of CSMACD




40




41

Part 4

IEEE 8023

42

IEEE 802 Series


80211 8023


SMTP FTPHTTP

TCP UDP

SNMP DNS

IP

Ethernet802128024 8025

bull8023 CDMACD

bull8024 Token-bus

bull8025 Token-ring



43

IEEE 8023 Protocol



Bytes 8 6 6 2 46-1500 4

64-1518 bytes

44


組成訊框

線上有訊號


檢查碼正確

傳送訊框

發生衝撞

傳送完畢

jamming送出signal

i=i+1

i gt 16

計算延遲時間

等待延遲時間


Y es

No

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接收完畢

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Y es

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No

Y es No

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terminator

repeater

Type-Tconnector

segment 1

segment 2

segment 3





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terminator

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Type-Tconnector

segment 1

segment 2

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14

10Base-T with Hub






HubHub

Hub

1

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Hub



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SwitchSwitch

Switch

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1100M=001msec

17






18

10 Gigabit Ethernet





19

Part 2

Ethernet Frame

20






21

Ethernet frame (13)





FCS

Bytes 8 6 6 2 46-1500 4

64-1518 bytes

22

Ethernet frame (23)






23

Ethernet frame (33)



AppleTalk Data




24

Manchester Encoding



nodes

-0225V 07V

-1825V -07V

for coaxial cable

for UTP

25






26






27

Part 3

Multiple Access in

Ethernet

28





Best Effect

29

CSMACD




30






31







32

No Collision Occurs

A電腦 B電腦


A電腦 B電腦



time=0

time=512s

Ex 10BaseT

why

33

Collision Occurs








A電腦 B電腦


jamming signal

B collision發現

34






frame


A電腦 B電腦


Jamming signal


35






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longer

37





01234hellip1023

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39

Effect of CSMACD




40




41

Part 4

IEEE 8023

42

IEEE 802 Series


80211 8023


SMTP FTPHTTP

TCP UDP

SNMP DNS

IP

Ethernet802128024 8025

bull8023 CDMACD

bull8024 Token-bus

bull8025 Token-ring



43

IEEE 8023 Protocol



Bytes 8 6 6 2 46-1500 4

64-1518 bytes

44


組成訊框

線上有訊號


檢查碼正確

傳送訊框

發生衝撞

傳送完畢

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i=i+1

i gt 16

計算延遲時間

等待延遲時間


Y es

No

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Y es Y es

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接收完畢

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Y es

No

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Y es



No

Y es No

Y es

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13


terminator

repeater

Type-Tconnector

segment 1

segment 2

segment 3




14

10Base-T with Hub






HubHub

Hub

1

5

43

2 data

Hub



15






SwitchSwitch

Switch

switchstar

16





1100M=001msec

17






18

10 Gigabit Ethernet





19

Part 2

Ethernet Frame

20






21

Ethernet frame (13)





FCS

Bytes 8 6 6 2 46-1500 4

64-1518 bytes

22

Ethernet frame (23)






23

Ethernet frame (33)



AppleTalk Data




24

Manchester Encoding



nodes

-0225V 07V

-1825V -07V

for coaxial cable

for UTP

25






26






27

Part 3

Multiple Access in

Ethernet

28





Best Effect

29

CSMACD




30






31







32

No Collision Occurs

A電腦 B電腦


A電腦 B電腦



time=0

time=512s

Ex 10BaseT

why

33

Collision Occurs








A電腦 B電腦


jamming signal

B collision發現

34






frame


A電腦 B電腦


Jamming signal


35






36



longer

37





01234hellip1023

38






39

Effect of CSMACD




40




41

Part 4

IEEE 8023

42

IEEE 802 Series


80211 8023


SMTP FTPHTTP

TCP UDP

SNMP DNS

IP

Ethernet802128024 8025

bull8023 CDMACD

bull8024 Token-bus

bull8025 Token-ring



43

IEEE 8023 Protocol



Bytes 8 6 6 2 46-1500 4

64-1518 bytes

44


組成訊框

線上有訊號


檢查碼正確

傳送訊框

發生衝撞

傳送完畢

jamming送出signal

i=i+1

i gt 16

計算延遲時間

等待延遲時間


Y es

No

No

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Y es

Y es Y es

No

接收訊框

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接收完畢

位址辨識成功

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Y es

No

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Y es



No

Y es No

Y es

No

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10Base-T with Hub






HubHub

Hub

1

5

43

2 data

Hub



15






SwitchSwitch

Switch

switchstar

16





1100M=001msec

17






18

10 Gigabit Ethernet





19

Part 2

Ethernet Frame

20






21

Ethernet frame (13)





FCS

Bytes 8 6 6 2 46-1500 4

64-1518 bytes

22

Ethernet frame (23)






23

Ethernet frame (33)



AppleTalk Data




24

Manchester Encoding



nodes

-0225V 07V

-1825V -07V

for coaxial cable

for UTP

25






26






27

Part 3

Multiple Access in

Ethernet

28





Best Effect

29

CSMACD




30






31







32

No Collision Occurs

A電腦 B電腦


A電腦 B電腦



time=0

time=512s

Ex 10BaseT

why

33

Collision Occurs








A電腦 B電腦


jamming signal

B collision發現

34






frame


A電腦 B電腦


Jamming signal


35






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longer

37





01234hellip1023

38






39

Effect of CSMACD




40




41

Part 4

IEEE 8023

42

IEEE 802 Series


80211 8023


SMTP FTPHTTP

TCP UDP

SNMP DNS

IP

Ethernet802128024 8025

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43

IEEE 8023 Protocol



Bytes 8 6 6 2 46-1500 4

64-1518 bytes

44


組成訊框

線上有訊號


檢查碼正確

傳送訊框

發生衝撞

傳送完畢

jamming送出signal

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i gt 16

計算延遲時間

等待延遲時間


Y es

No

No

No

Y es

Y es Y es

No

接收訊框

開始接收

接收完畢

位址辨識成功

尚有多餘位元

刪除訊框頭尾


Y es

No

No

No

Y es

Y es

Y es



No

Y es No

Y es

No

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SwitchSwitch

Switch

switchstar

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1100M=001msec

17






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10 Gigabit Ethernet





19

Part 2

Ethernet Frame

20






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Ethernet frame (13)





FCS

Bytes 8 6 6 2 46-1500 4

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22

Ethernet frame (23)






23

Ethernet frame (33)



AppleTalk Data




24

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for coaxial cable

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25






26






27

Part 3

Multiple Access in

Ethernet

28





Best Effect

29

CSMACD




30






31







32

No Collision Occurs

A電腦 B電腦


A電腦 B電腦



time=0

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Ex 10BaseT

why

33

Collision Occurs








A電腦 B電腦


jamming signal

B collision發現

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A電腦 B電腦


Jamming signal


35






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longer

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Effect of CSMACD




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Part 4

IEEE 8023

42

IEEE 802 Series


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1100M=001msec

17






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10 Gigabit Ethernet





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Part 2

Ethernet Frame

20






21

Ethernet frame (13)





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Bytes 8 6 6 2 46-1500 4

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22

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23

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AppleTalk Data




24

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25






26






27

Part 3

Multiple Access in

Ethernet

28





Best Effect

29

CSMACD




30






31







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No Collision Occurs

A電腦 B電腦


A電腦 B電腦



time=0

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why

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Collision Occurs








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10 Gigabit Ethernet





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Part 2

Ethernet Frame

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Ethernet frame (13)





FCS

Bytes 8 6 6 2 46-1500 4

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AppleTalk Data




24

Manchester Encoding



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27

Part 3

Multiple Access in

Ethernet

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Best Effect

29

CSMACD




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No Collision Occurs

A電腦 B電腦


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Ethernet Frame

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FCS

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24

Manchester Encoding



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27

Part 3

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Ethernet

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CSMACD




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31







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No Collision Occurs

A電腦 B電腦


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IEEE 8023

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Ethernet frame (23)






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AppleTalk Data




24

Manchester Encoding



nodes

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27

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Ethernet

28





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29

CSMACD




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24

Manchester Encoding



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Part 3

Multiple Access in

Ethernet

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Best Effect

29

CSMACD




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No Collision Occurs

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AppleTalk Data




24

Manchester Encoding



nodes

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Part 3

Multiple Access in

Ethernet

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Best Effect

29

CSMACD




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No Collision Occurs

A電腦 B電腦


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time=0

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why

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Collision Occurs








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IEEE 8023

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Manchester Encoding



nodes

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Part 3

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Ethernet

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No Collision Occurs

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80211 8023


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No

Y es

Y es Y es

No

接收訊框

開始接收

接收完畢

位址辨識成功

尚有多餘位元

刪除訊框頭尾


Y es

No

No

No

Y es

Y es

Y es



No

Y es No

Y es

No

27

Part 3

Multiple Access in

Ethernet

28





Best Effect

29

CSMACD




30






31







32

No Collision Occurs

A電腦 B電腦


A電腦 B電腦



time=0

time=512s

Ex 10BaseT

why

33

Collision Occurs








A電腦 B電腦


jamming signal

B collision發現

34






frame


A電腦 B電腦


Jamming signal


35






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longer

37





01234hellip1023

38






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Effect of CSMACD




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Part 4

IEEE 8023

42

IEEE 802 Series


80211 8023


SMTP FTPHTTP

TCP UDP

SNMP DNS

IP

Ethernet802128024 8025

bull8023 CDMACD

bull8024 Token-bus

bull8025 Token-ring



43

IEEE 8023 Protocol



Bytes 8 6 6 2 46-1500 4

64-1518 bytes

44


組成訊框

線上有訊號


檢查碼正確

傳送訊框

發生衝撞

傳送完畢

jamming送出signal

i=i+1

i gt 16

計算延遲時間

等待延遲時間


Y es

No

No

No

Y es

Y es Y es

No

接收訊框

開始接收

接收完畢

位址辨識成功

尚有多餘位元

刪除訊框頭尾


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No

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No

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Best Effect

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CSMACD




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No Collision Occurs

A電腦 B電腦


A電腦 B電腦



time=0

time=512s

Ex 10BaseT

why

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Collision Occurs








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A電腦 B電腦


Jamming signal


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Part 4

IEEE 8023

42

IEEE 802 Series


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SMTP FTPHTTP

TCP UDP

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44


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線上有訊號


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傳送訊框

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等待延遲時間


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No

No

No

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Y es Y es

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接收訊框

開始接收

接收完畢

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尚有多餘位元

刪除訊框頭尾


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CSMACD




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No Collision Occurs

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why

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Collision Occurs








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IEEE 8023

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開始接收

接收完畢

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No

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No Collision Occurs

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Collision Occurs








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A電腦 B電腦


Jamming signal


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IEEE 8023

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IEEE 802 Series


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SMTP FTPHTTP

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IEEE 802 Series


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SMTP FTPHTTP

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Ethernet802128024 8025

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IEEE 802 Series


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IEEE 802 Series


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IEEE 802 Series


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Documents

1 Introduction of Ethernet Metcalfe’s Ethernet sketch Also refer to nfhuang/chap04.htm