为什么将以太网帧的MTU大小计算为1500字节？

是否有任何具体的计算可以得出这个数字，以及该计算中考虑了哪些因素。

答案在draft-ietf-isis-ext-eth-01的第3-5节中。以太网在以太网II（DIX）和802.3封装中使用相同的两个字节不同的方式：

• 以太网II将以太网源mac-address后的前两个字节用于Type
• 802.3将这两个字节用于“ 长度”字段。

我在下面包括每种帧类型的带注释的图，该图准确显示了以太网头中冲突字节的位置：

• RFC 894（通常称为以太网II帧）将这些字节用作类型

     +----+----+------+------+-----+
     | DA | SA | Type | Data | FCS |
     +----+----+------+------+-----+
               ^^^^^^^^
  
     DA      Destination MAC Address (6 bytes)
     SA      Source MAC Address      (6 bytes)
     Type    Protocol Type           (2 bytes: >= 0x0600 or 1536 decimal)  <---
     Data    Protocol Data           (46 - 1500 bytes)
     FCS     Frame Checksum          (4 bytes)
  

• 带有802.2 LLC / SNAP的IEEE 802.3（由Spanning-Tree，ISIS使用）将这些字节用作长度

     +----+----+------+------+-----+
     | DA | SA | Len  | Data | FCS |
     +----+----+------+------+-----+
               ^^^^^^^^
  
     DA      Destination MAC Address (6 bytes)
     SA      Source MAC Address      (6 bytes)
     Len     Length of Data field    (2 bytes: <= 0x05DC or 1500 decimal)  <---
     Data    Protocol Data           (46 - 1500 bytes)
     FCS     Frame Checksum          (4 bytes)
  

以太网II和802.3封装都必须能够存在于同一链路上。如果IEEE允许以太网有效载荷超过1536字节（0x600十六进制），则不可能将大型802.3 LLC或SNAP帧与以太网II帧区分开；以太网的类型值从0x600 hex开始。

编辑：

如果有人感兴趣，我会提供一个指向以太网版本1规范和以太网版本2规范 pdf副本的链接。

在范围的另一端-1500字节，有两个因素导致引入此限制。首先，如果数据包太长，则使用以太网电缆会给其他流量带来额外的延迟。另一个因素是早期共享电缆收发器中内置的安全设备。该安全装置是防ba系统。如果连接到收发器的设备出现故障并开始连续传输，则它将有效地阻止任何其他流量使用该以太网电缆段。为了防止这种情况的发生，早期的收发器被设计为在传输超过1.25毫秒时自动关闭。这等于刚刚超过1500个字节的数据内容。但是，由于收发器使用一个简单的模拟计时器来关闭传输（如果检测到冒泡），因此选择1500极限作为对不会触发安全设备的最大数据大小的安全近似。

资料来源：http : //answers.yahoo.com/question/index?qid=20120729102755AAn89M1

当以太网最初被开发为具有10Base5和10Base2的共享介质或总线时，经常发生帧冲突，这是设计的一部分。 与今天相比，大多数情况下，所有事物都通过单独的冲突域进行切换，并且运行全双工，没人希望看到冲突。

共享“以太”的机制采用了CMSA / CD（载波侦听多路访问/冲突检测）

载波侦听意味着要发送的站点必须收听有线信号（侦听载波信号），以确保没有人在通话，因为该介质上是多路访问。 Allowing 1500 bytes (though an arbitrary number as far as I can tell) was a compromise that meant a station could not capitalize the wire too long by talking too much at one time. 帧中发送的字节越多，所有其他站必须等待更长的时间才能完成该传输。换句话说，较短的突发次数或较小的MTU意味着其他站点获得了更多的传输机会，并且份额更加公平。传输介质的速率较慢（10Mb / s），随着MTU的增加（如果允许超过1500），站点将具有更长的传输延迟。

一个有趣的必然问题是，为什么最小帧大小为64字节？ 帧在512位的“时隙”中传输，并花费51.2us进行介质中的往返信号传播。电台不仅必须通过感测IFG（96位帧间间隙）来监听何时开始通话，还必须监听与其他帧的冲突。碰撞检测假定最大传播延迟，并将其加倍（为安全起见），因此当有人忘记了电缆末端的电阻时，它不会错过从电线另一端开始大约同一时间开始的传输或自身传输的信号反射。电缆的两端。该站必须在感测到冲突之前不完成其数据的发送，因此等待512位或64字节可以保证这一点。

最初，最高 有效负载在802.3中定义为1500字节。以太网v2支持> = 1536的帧长，这就是IP实现所使用的。如今，大多数电信级供应商都支持大约9000字节（“巨型帧”）。由于1500字节是所有以太网实现都必须支持的标准，因此通常在所有接口上将其设置为默认值。

最小以太网帧基于以太网时隙时间，对于10M以太网，它是512位长度（64字节）。在为以太网头和CRC减去18个字节后，您将获得46个字节的有效负载。

指定了以太网插槽时间，以便CSMA / CD可以正常运行。必须确保最小框架尺寸不超过电缆的最长长度。如果确实做到了确定性的碰撞检测将是不可能的。在最大长度的电缆上进行冲突检测后，您需要冲突检测信号才能返回到发送方。