【TCP/IP】入门学习笔记 三 - TCP/IP 协议系统之 网络访问层

专业术语：

访问方法：控制对传输介质访问的过程。

 

CRC（循环冗余码校验）：一种计算检验和的方式，用于检验数据帧中内容的正确性。

 

CSMA/CD：以太网使用的网络访问方法。

 

数据链路层：OSI模型的第2层。

 

以太网：一种非常流行的局域网体系，使用CSMA/CD网络访问方法。

 

帧校验序列（FCS）：以太网帧中的字段，包含一个基于CRC的校验值，用来检验数据。

 

逻辑链路控制子层：OSI数据链路层的一个子层，负责检验错误和管理子网设备之间的链路。

 

介质访问控制子层：OSI数据链路层的一个子层，负责与网络适配器通信。

 

网络体系：关于物理网络的完整规范，包括访问方法、数据帧、网络布线的规范。

 

物理地址（或MAC地址）：识别网路网络中网络适配器的地址。在以太网中，物理地址通常由生产厂商分配，但是现代的一些网络适配器也允许对物理地址进行配置。

 

物理层：OSI模型第1层，负责把数据帧转化为比特流以适合传输介质的要求。

 

前导码：一系列比特，表示数据帧传输的开始。

 

网络访问层；网络访问层定义了与网络硬件交互和访问传输介质的过程。

 

原理图：

 

如图所示，TCP/IP网络访问层大致对应于OSI的物理层和数据链路层。OSI的物理层负责把数据帧转化为适合于传输介质的比特流，也就是说，OSI物理层管理和同步实际传输的电子或模拟脉冲。在接收端，物理层把这些脉冲重新组合为数据帧。

 

OSI数据链路层执行两个独立的任务，相应地划分为两个子层。

介质访问控制（MAC）：这个子层提供与网络适配器连接的接口。实际上，网络适配器驱动程序通常被称为MAC驱动，而网卡在工厂固化的硬件地址通常被称为MAC地址。

逻辑链路控制（LLC）：这个子层对经过子网传递的帧进行错误检查，并且管理子网上通信设备之间的链路。

 

 

以太网能够使用多种介质。传统的基于HUB的10BASET以太网最初的基带速率是10Mbit/s，而现在速度为100Mbit/s的“快速以太网”已经相当普及了，而1Gbit/s（吉比特）以太网也大量使用了。早期以太网经常使用连续的同轴电缆作为传输介质（见图），但目前大多数以太网的形式都是把计算机连接到一个网络设备上。

 

 

 

当以太网软件从网际层接收到数据报之后，执行以下操作。

1．根据需要把网际层的数据分解为较小的块，以符合以太网帧数据段的要求。以太网帧的整体大小必须在64字节与1518字节之间（不包含前导码）。有些系统支持更大的帧，最大可以到9000字节。这种大型帧能够改善效率，但存在着兼容性的问题，而且并没有得到广泛支持。

2．把数据块打包成帧。每一帧都包含数据及其他信息，这些信息是以太网网络适配器处理帧所需要的。IEEE802.3以太网帧包含以下内容。

前导码：表示帧起始的一系列比特（一共8字节，最后一个字节是帧起始符）。

目标地址：接收帧的网络适配器的6字节（48比特）物理地址。

源地址：发送帧的网络适配器的6字节（48比特）物理地址。

可选的VLAN标记：这个可选的16比特字段在802.1q标准中有讲解，其目的是允许多个虚拟LAN通过同一个网络交换机运行。

长度：两个字节，表示数据段的长度。

数据：帧中传输的数据。

帧校验序列（FCS）：帧的4字节（32比特）校验和。FCS是检验数据传输的常见方式。发送方计算帧的循环冗余码校验（CRC）值，把这个值写到帧里。接收方计算机重新计算CRC，与FCS字段的值进行比较，如果两个值不相同，就表示传输过程中发生了数据丢失或改变，这时就需要重新传输这一帧。

3．把数据帧传递给对应于OSI模型物理层的底层组件，后者把帧转换为比特流，并且通过传输介质发送出去。

 

以太网上其他网络适配器接收到这个帧，检查其中的目的地址。如果目的地址与网络适配器的地址相匹配，适配器软件就会处理接收到的帧，把数据传递给协议栈中较高的层。

 

其他要点：

网络访问层包括如下一些体系：

IEEE802.3（以太网）：在大多数办公室和家庭使用的基于线缆的网络。

IEEE802.11（无线网络）：在办公室、家庭和咖啡厅使用的无线网络技术。

IEEE802.16（WiMAX）：用于移动通信长距离无线连接的技术。

点到点协议（PPP）：Modem通过电话线进行连接的技术。

 

【注】：ARP和RARP为用户提供的逻辑IP地址与局域网上使用的硬件地址建立了一个对应关系，所以以太网软件使用的地址并不是逻辑IP地址，但这个地址在网际层的接口上与IP地址有映射关系。

 

 

 

 

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笔记整理自《TCP/IP入门经典（第5版）》感兴趣可以购买或者下载电子书

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