03.数据链路层、MAC（二层）

数据链路层又叫MAC层

• MAC：Medium Access Control，即媒体访问控制，存在连接的设备 to 设备
• MAC地址 是一个局域网内才有效的地址
• 目标MAC地址 只要过网关，就必定会改变
• 目标MAC地址 记录的是下一跳的地址

MAC层 主要解决问题：

1. 解决包的接收对象
2. 解决包的有序、并发问题(多路访问)、制定发送规则
3. 解决发送失败等故障

MAC层 协议：

* 类型： * 0x0800：IP协议 * 0x0806：ARP协议 * 0x0835：RARP协议 * 0x86DD：IPv6协议

IP 协议：

• 作用： 支持IP层协议

ARP 协议：

• 解决问题：在同一个局域网内，已知IP 地址，求MAC地址的协议
• 具体操作：在局域网内发送广播包，谁的IP是这个，谁进行回答。
• 优化：本地机器会缓存ARP结果，ARP表

RARP 协议：

• 解决问题：在同一个局域网内，已知MAC地址，求IP地址的协议

二层设备：交换机

• 作用：数据包经过交换机，交换机记录对应IP -> Mac地址的映射，形成ARP转发表/MAC地址表（有过期时间） ### 二层设备：集线器
• 作用：数据包经过集线器，集线器没有MAC地址表，所有接收到的数据帧都会广播到所有端口

数据链路层存在的问题：

1. 如何解决多个局域网的环路问题：

• 有环的我们常称为图。通过 STP 协议将图中的环破了，就生成了树。
• 在计算机网络中，生成树的算法叫作 STP。
• 具体做法就是”华山论剑，带领小弟拜山头”

2. 如何解决多个局域网的广播问题和安全问题：

1. 物理隔离（建多个局域网，之间隔离）
2. 虚拟局域网 VLAN：
   • VLAN工作原理：
     • 在二层头中添加Tag，里面使用 VLAN ID，这样可以对不同的虚拟局域网做区分。
     • 交换机把二层的头取下来的时候，识别出 VLAN ID。这样只有相同 VLAN 的包，才会互相转发。