以太网、CSMA/CD与最小帧

考纲定位

本课深挖 以太网、CSMA/CD与最小帧。目标是把术语落实到公式、报文字段、状态演化和可复核计算，而不是只背一句定义。

核心模型

共享半双工以太网使用CSMA/CD：先听后发、边发边听、检测冲突后发送强化信号并执行截断二进制指数退避。最小帧长保证发送端在发完前仍能检测最远端冲突，其约束是帧发送时延至少覆盖往返传播时延。全双工交换以太网不存在碰撞，不运行CSMA/CD。

推导链

经典以太网槽时间为512 bit time，对应64 byte最小帧（从目的MAC到FCS）。速率提高而网络直径不变会缩短发送时间，因此必须缩小直径、增大最小帧或改为交换全双工。

例题

100 Mbit/s链路的512 bit time为 $512/10^8=5.12\mu s$。这不是一个64 byte帧的排队时延，也不包含前导码等口径差异。

高频陷阱

交换机每端口全双工仍会碰撞；把冲突域与广播域混同；忽略最小帧与传播范围的因果关系。

严格验收

完成本课单选、多选和计算或应用题。单选要逐项写出错误条件；多选漏选、多选都算错；计算题保留公式、单位与中间状态。涉及帧、分片、窗口、路由或握手时，按发生顺序画表，不凭印象跳步。24小时后遮住正文重做，并为错误选项构造一个最小反例。