計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)04 - 數(shù)據(jù)鏈路層

目錄

  1. MAC地址
  2. 共享介質(zhì)傳輸控制方式
  3. 非共享介質(zhì)傳輸控制方式
  4. MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)
  5. 環(huán)路檢測(cè)技術(shù)
  6. 以太網(wǎng)幀格式

1. MAC地址

  • 描述:長(zhǎng)48比特,由12個(gè)16進(jìn)制數(shù)字表示,用于識(shí)別數(shù)據(jù)鏈路中互連的節(jié)點(diǎn)
1 2 3 - 24 25 - 48
單播地址(0)/多播地址(1) 全局地址(0)/本地地址(1) 廠商識(shí)別碼 廠商內(nèi)識(shí)別碼

2. 共享介質(zhì)傳輸控制方式(半雙工)

  • 爭(zhēng)用方式:指爭(zhēng)奪獲取數(shù)據(jù)傳輸?shù)臋?quán)利,也叫載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)(CSMA),網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)采用先到先得的方式占用信道發(fā)送數(shù)據(jù),多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)產(chǎn)生沖突現(xiàn)象。改進(jìn)后的CSMA/CD方式是在發(fā)送數(shù)據(jù)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)沖突則停止發(fā)送,等待隨機(jī)時(shí)間后重新發(fā)送。
  • 令牌傳遞:沿著令牌環(huán)發(fā)送“令牌”,令牌是一種特殊報(bào)文,用于控制傳輸。只有獲取令牌的節(jié)點(diǎn)才能發(fā)送數(shù)據(jù)。

3. 非共享介質(zhì)傳輸控制方式(全雙工)

  • 描述:網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)與交換機(jī)直接相連,有交換機(jī)負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀

4. MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)

  • 描述:接收到數(shù)據(jù)幀時(shí),將數(shù)據(jù)幀中的源MAC地址與接收到的幀的端口號(hào)保存至轉(zhuǎn)發(fā)表中,通過(guò)這一過(guò)程自動(dòng)生成轉(zhuǎn)發(fā)表。發(fā)送數(shù)據(jù)幀時(shí),若目標(biāo)MAC地址未知(未保存在轉(zhuǎn)發(fā)表中),則復(fù)制數(shù)據(jù)幀,向所有端口進(jìn)行發(fā)送,若目標(biāo)MAC地址已知,則只向轉(zhuǎn)發(fā)表中記錄的該地址對(duì)應(yīng)的端口發(fā)送數(shù)據(jù)幀。
  • 存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā):檢查數(shù)據(jù)幀末尾的FCS位后在進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā),避免發(fā)送由于沖突或噪聲導(dǎo)致的錯(cuò)誤幀
  • 直通轉(zhuǎn)發(fā):知道目標(biāo)地址后馬上進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā),而不等待完整的數(shù)據(jù)幀接收完畢再進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā),延遲低

5. 環(huán)路檢測(cè)技術(shù)

  • 生成樹(shù)方式:每個(gè)網(wǎng)橋通過(guò)定時(shí)交換BPDU包,從而判斷禁用網(wǎng)絡(luò)中的某些端口用來(lái)消除環(huán)路,同時(shí)可以將禁用的端口作為發(fā)生故障時(shí)的繞行端口
  • 源路由方式:源主機(jī)講目的主機(jī)的完整路由信息包含在分組頭中,網(wǎng)橋通過(guò)該信息進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。該方式包括路由發(fā)現(xiàn)和路由指示,路由發(fā)現(xiàn)是有發(fā)送站向目標(biāo)發(fā)送詢問(wèn),目標(biāo)在接收到詢問(wèn)后回復(fù)記錄了幀經(jīng)歷的路徑的應(yīng)答幀,發(fā)送站從所有應(yīng)答幀中確定最短路由;路由指示是發(fā)送站在數(shù)據(jù)幀中增加表示轉(zhuǎn)發(fā)路徑的指示字段,所有收到數(shù)據(jù)幀的網(wǎng)橋檢查自身是否位于指示路徑中,若是則進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā),否則不做處理

6. 以太網(wǎng)幀格式

  • 描述:由8字節(jié)的前導(dǎo)碼、14字節(jié)的幀首部、46 - 1500字節(jié)的數(shù)據(jù)和4字節(jié)的FCS(幀校驗(yàn)序列)組成
8 字節(jié) 6 字節(jié) 6 字節(jié) 2 字節(jié) 46 - 1500 字節(jié) 4 字節(jié)
前導(dǎo)碼 目標(biāo)MAC地址 源MAC地址 網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議類(lèi)型 數(shù)據(jù) FCS 幀校驗(yàn)序列
  • 前導(dǎo)碼(8字節(jié)):前62位有重復(fù)的10組成,最后2位則為11,成為SFD,標(biāo)示以太網(wǎng)幀的開(kāi)始
第 1 字節(jié) 第 2 字節(jié) 第 3 字節(jié) 第 4 字節(jié) 第 5 字節(jié) 第 6 字節(jié) 第 7 字節(jié) 第 8 字節(jié)
10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101011
  • 網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議類(lèi)型(2字節(jié)):IPv4 0800、IPv6 86DD、ARP 0806、RARP 8035
  • FCS 幀校驗(yàn)序列(4字節(jié)):保存整個(gè)幀除以生成多項(xiàng)式的余數(shù),在接收端用同樣的方式計(jì)算FCS值,用于檢驗(yàn)幀是否損壞
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