数据链路层基础概论
数据链路层概念
数据链路层是在物理层和网络层之间的协议,提供相邻结点的可靠数据传输。
帧的概念
数据链路层的协议数据单元组成
帧头
源MAC地址、目的MAC地址、类型每一张网卡上的MAC地址是独一无二的48位
数据
帧尾校验
以太网数据帧中的MAC和LLC
MAC
MAC介质访问控制作用
数据帧的封装/卸装,帧的寻址和识别,帧的接收与发送,链路的管理,帧的差错控制等。MAC子层的存在屏蔽了不同物理链路种类的差异性。
LLC
LLC逻辑控制访问作用
LLC子层的主要功能为传输可靠性保障和控制,数据包的分段与重组,数据包的顺序传输。注解该协议位于OSI七层协议中数据链路层,数据链路层分为上层LLC(逻辑链路控制),和下层的MAC(媒体访问控制),MAC主要负责控制与连接物理层的物理介质。在发送数据的时候,MAC协议可以事先判断是否可以发送数据,如果可以发送将给数据加上一些控制信息,最终将数据以及控制信息以规定的格式发送到物理层;在接收数据的时候,MAC协议首先判断输入的信息并是否发生传输错误,如果没有错误,则去掉控制信息发送至LLC(逻辑链路控制)层。
数据链路层的两种传输方式
单播
广播
数据链路层的三个基本问题
封装成帧封装成帧就是在一段数据的前后分别添加首部和尾部,这样就构成了一个帧,接收端在收到物理层上交的比特流后,就能根据首部和尾部的标记,从收到的比特流中识别帧的开始和结束。
PPP
透明传输透明传输是指不管所传数据是什么样的比特组合,都应当能够在链路上传送。
差错检测收到正确的帧就要向发送端发送确认,发送端在一定的期限内若没有收到对方的确认,就认为出现了差错,因而就进行重传,直到收到对方的确认为止。
奇偶校验CRC
局域网中的设备
中继器
集线器集线器的英文称为“Hub”。“Hub”是“中心”的意思,集线器的主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大,以扩大网络的传输距离,同时把所有节点集中在以它为中心的节点上。
交换机交换机(Switch)意为“开关”是一种用于电(光)信号转发的网络设备。它可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路。最常见的交换机是以太网交换机。
网桥两个端口的交换机
数据链路层的通信协议
冲突域和广播域
冲突域
交换机的每一个端口都是一个冲突域;冲突域只能发生在一个网段
广播域
交换机的所有端口都在一个广播域;广播域在一个或多个网段内发生。路由器的每个端口都是一个广播域
区别1.广播域可以跨网段2.在冲突域中所有的数据传输都是以广播形式;在广播域中,只有广播帧才会被所有主机接收。3.冲突域是基于第一层(物理层),而广播域是机于第二层(数据链路层) 。4.HUB
所有端口都在同一个广播域,冲突域内。Swith所有端口都在同一个广播域内,而每一个端口就是一个冲突域。
虚拟局域网(实验)VLAN
VLAN(Virtual
Local Area Network)即虚拟局域网,是将一个物理的LAN在逻辑上划分成多个广播域的通信技术。VLAN内的主机间可以直接通信,而VLAN间不能直接通信,从而将广播报文限制在一个VLAN内。
优点和目的
1.划分广播域2.增强局域网的安全性3.提高健壮性4.灵活构建工作组
划分VLAN的方式
1.基于端口2.基于子网3.基于MAC地址4.基于协议5.基于匹配策略
CSMA/CD
CSMA/CD即载波侦听多路访问/冲突检测,是广播型信道中采用一种随机访问技术的竞争型访问方法,具有多目标地址的特点。总线型网络传输数据四大要点:1.先听再发2.边听边发3.冲突停止4.延迟后发
PPP
PPP 最初设计是为两个对等节点之间的 IP 流量传输提供一种封装协议。单播PPP最初设计是为两个对等节点之间的IP流量传输提供一种封装协议。