数据链路层功能和解析
数据链路的建立、维护与拆除;
帧包装、帧传输、帧同步、帧的差错恢复;
流量控制;
以太网
通过集线器或交换机构建的局域网,工作在数据链路层
以太网工作原理
CSMA/CD:带有冲突检测的载波监听多路访问
发送数据之前,会发送一个侦听数据帧,查看信道是否空闲;
如果空闲,立刻发送一组数据帧;
再次发送侦听数据帧,查看信道是否空闲;
如果不空闲,等待一会,再次发送侦听数据帧,查看信道是否空闲;
如果信道空闲,立刻发送一组数据帧;
CSMA/CA:带有冲突避免的载波侦听多路访问
发送数据帧之前,线发送一个警告数据帧,独占信道;
以太网MAC地址
用48位二进制数来表示,前24位是厂商编号,后24位是网卡编号,第八位为0,表示的是单播地址,第八位为1,表示的是组播地址;
MAC是全球唯一的地址;
书写MAC地址的时候,使用12位16进制数来表示;
以太网数据帧封装格式
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目的地址 源地址 类型 数据 帧校验序列
6字节 6字节 2字节 46-1500字节 4字节
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一个以太网数据帧的长度范围:报头+数据+报尾
14+46+4=64 14+1500+4=1518 => 64-1518字节
以太网命名的方式
网速:10M/100M/1000M
信号:基带(BASE)或宽带
介质:双绞线 TX 光纤 FX
100BASE-TX 使用双绞线实现的百兆以太网
1000BASE-TX 使用双绞线实现的千兆以太网
1000BASE-FX 使用光纤实现的千兆以太网
交换机
交换机工作原理
根据MAC地址表转发MAC地址
--- 学习状态:学习数据帧的源MAC地址和交换机端口的对应关系;
--- 广播状态:向除了进口之外的所有端口广播;
--- 转发状态:根据MAC地址表以单播的方式转发数据帧;
--- 更新状态:MAC地址表中的记录,生存时间为300秒;
冲突域和广播域
冲突域
同一时刻发送数据帧会产生冲突的网络节点的集合
集线器的所有端口都在一个冲突域中
避免冲突
采用CSMA/CD工作机制
使用交换机分割冲突域,交换机的每个端口都是一个独立的冲突域;
集线器是平面式交通,交换机是立交桥;
广播域
能够接受到广播消息的所有网络节点的集合
交换机的所有端口都在同一个广播域中
提高网络性能、减小广播域的规模、分隔广播域
使用路由器来分隔广播域,路由器不会转发广播数据包
路由器的每个端口都是一个独立的广播域
交换机端口的双工模式
单工:一个信道,只能收或发
半双工:一个信道,不能同时收发
全双工:二哥信道,能够同时收发