图解TCP/IP-第三章数据链路

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数据链路的作用

数据链路可以视为网络传输的最小单位

将信号与二进制0、1的转换是物理层的责任

数据链路层处理的数据也不是单纯的0、1的序列，该层把他们集合为一个叫做“帧”的块，再进行传输

数据链路相关技术:

  • MAC寻址（物理寻址）
  • 介质共享
  • 非公有网络
  • 分组交换
  • 环路检测
  • VLAN（virtual local area network，虚拟局域网络）

传输方式：

  • 以太网
  • WLAN（wireless local area network，无线局域网）
  • PPP（point to point protocol，点对点通信协议）

数据链路相关技术

MAC地址

MAC地址用于识别数据链路中互连的节点。

MAC地址长48bit，

  • 第1位：单播地址（0）/ 多播地址（1）
  • 第2位：全局地址（0）/ 本地地址（1）
  • 第3~24位：由IEEE管理并保证各厂家之间不重复
  • 第25~48位：由厂家管理并保证产品之间不重复

MAC地址全球范围内并不一定是唯一的。但是同一个链路唯一就行

厂商识别码（OUI，organizationally unique ideifier），一般回公开在:http://standards.ieee.org/develop/regauth/oui/public.html

共享介质网络

从通信介质（通信，介质）的使用方法上，网络可分为共享型和非共享型

共享介质型网络有两种介质访问控制方式：1.争用方式 2.令牌传递方式

争用方式（Contention）

指争夺获取数据传输的权力

各个站（节点）采用先到先得的方式占用通信道，发送数据。

特点：如果多个站同时发送帧，会产生冲突，也会导致网络拥堵和性能下降。

令牌传递方式

沿着令牌环发送一种叫做“令牌”的特殊报文。只有获得令牌的站才能发送数据。

特点：

  1. 不会有冲突
  2. 每个站都有通过平等循环获得令牌的机会，所以即使网络拥堵也不会造成性能下降
  3. 但是在网络不太拥堵的情况下，数据链路的利用率无法达到100%

非共享网络介质

每个站连接交换机，由交换机负责转发数据帧

  • 半双工通信：同一时间只能发送或者接收，类似无线电
  • 全双工通信：同一时间既可以发送又可以接收，类似电话

根据MAC地址转发

以太网交换机（交换集线器）：持有多个端口的网桥，根据链路层中么每个帧的目标MAC地址，决定从哪个网络接口发送数据。这时所参考的、用以记录发送接口的表叫做转发表（Forwarding Table）

转发表有自学的能力。

环路检测技术

  • 生成树
  • 源路由

VLAN

以太网（Ethernet）

以太网的连接形式

一般采用终端与交换机之间独占电缆的方式实现

以太网的分类

以太网的历史

以太网帧格式

前导码（Preamble）+SFD（Start Frame Delimiter， 值是11，2位）共8个字节

目标MAC地址 源MAC地址 类型 数据 FCS
6字节 6字节 2字节 46~1500字节 4字节

无线通信

PPP

点对点通信

  • LCP协议（Link Control Protocol）：不依赖上层
  • NCP协议（Network Control Protocol）：依赖上层

PPPoE（PPP over Ethernet）：以太网上的点对点通信

其他数据链路

  • ATM
  • POS
  • FDDI
  • Token Ring
  • 100Vg-AnyLAN
  • 光纤通道
  • HIPPI
  • IEE1394
  • HDMI
  • iSCSI
  • InfiniBand
  • DOCSIS
  • 高速PLC

公共网络

  • 模拟电话线路
  • 移动通信服务
  • ADSL
  • FTTH
  • 有限电视
  • 专线
  • VPN
  • 公共无线LAN
  • 其他公共无线通信服务