数据链路层-局域网中的以太网技术

以太网协议

数据链路层作用 -- 帧

物理层传输的电信号或者光信号，但是这些0或者1并没有什么意义，所以要对这些简单的信号进行分组，这样每组就有不同的含义了

网关的概念

为局域网的用户提供了一扇门，通过该门，可以访问到别的网络。这个门就叫网关。可以实现同一个外网内部，不同局域网之间的通信

以太网

以太网协议

ethernet规定：一组电信号构成一个数据报，叫做'帧'，每一数据帧分成：报头head和数据data两部分

head头（固定18字节）

发送者/源地址 6字节

接收者/目的地址 6字节

数据类型 6字节

data(最短46字节，最长1500字节)

什么是MAC地址

Mac地址：每块网卡出厂时都被烧制上一个世界唯一的Mac地址，长度为48位2进制，通常由12位16进制数表示（前六位是厂商编号，后六位是流水线号）

mac地址的前几位是要买的

以太网数据帧整体结构

MAC地址是用16进制表示的

6Byte，48bit

前同步码

区分帧与帧

目的地址（目的MAC地址）

决定了该数据帧是单播还是多播，如果MAC地址中，第8个bit为0，那么这就是一个单播的MAC地址，如果第8个bit为1，那么就是一个多播的MAC地址，如果全部的MAC地址都为1，那么该MAC地址就是广播MAC地址。如果不全部为1，那么就是组播MAC地址

源地址（源MAC地址）

类型（type）

数据（data）

CRC

判断帧是否损坏

传统以太网

1.传输距离受限最大只有100m，超过距离信号变弱，为解决这种问题，使用了hub（集线器（无线AP就是hub））

集线器的作用？（sub）

1.信号放大

2.从一个接口收到数据，会复制N份，从所有的其他接口发送出去

3.半双工（同一时间，只能接受或者发送数据）

由于hub的半双工的工作机制，会使网络造成冲突，冲突所涉及的范围叫做冲突域

以太网协议DIX（数据链路层）

DIX1.0

网速.5/Mbps

CSMA/CD

CS:载波监听

MA：多路访问

CD：冲突检测

冲突检测的载波监听多路访问技术，解决了冲突问题

使用该技术的以太网，DIX2.0 10Mbps

速度快，效率高，成本低，稳定性强

简易工作原理

先发先听

边发边听

冲突停发

随机等待

新问题 网络堵塞

一个人占用网络，导致其他人都处在等待状态，进而造成网络堵塞

sub（不智能）

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bridge网桥（智能） 由于网桥纯软件的实现方式，导致没办法用更多的接口

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switch交换机 （智能）通过硬件实现数据转发

交换机

交换机智能的原因：

它可以学习以太网数据帧中的源MAC地址，记录到MAC地址表里面。MAC地址表会记录MAC地址是从哪个接口学习到的。

交换机处理数据帧的三种方式：

1.转发：收到一个数据帧后，发现目的MAC地址存在我的MAC地址表中，那么就会转发这个数据

2.泛洪：

​ 1.收到了一个数据，发现目的MAC地址不存在我的MAC地址表中，那么就会泛洪（群发）这个数据，如果（目的MAC地址）另一端接收到数据，就会返回一个数据，交换机就会学习，记录下来

​ 2.收到一个广播数据，就会泛洪（到路由停止）

3.丢弃

​ 1.收到错误的数据帧就会丢弃该数据

​ 2.如果交换机从一个接口收到一份数据后立刻又要从该接口发送出去，那么就会丢弃该数据（因为它知道，这个接口下面有个sub，而且数据交互已经完成）