数据链路层相关

数据链路层相关

第三章 数据链路

3.1数据链路的作用

数据链路层的协议定义了通过通信媒介互联得的设备之间传输的规范。

通信媒介：双绞线电缆、同轴电缆、光纤、电波以及红外线等介质。

3.2 数据链路相关技术

3.2.1 MAC地址

MAC地址用于识别数据链路中互连的节点。MAC地址长为48位，是唯一标识某个设备的。（MAC地址也可能出现重复，比如一台主机上设置多台虚拟机，由于虚拟机没有物理网卡，只能由主机主动分配MAC地址，因此可能会导致重复。但是不在同一数据链路中，即使重复了，也不会出现问题。）

3.2.2 共享介质型网络

从通讯介质（通信、介质）的使用方法上看，网络可分为共享介质型与非共享介质型。

共享介质型网络是指由多个设备共享一个通信介质的一种网络。最早的以太网和FDDI就是介质共享型网络。，在这种情形，设备之间使用一个载波信道进行发送和接收。为此，基本采用半双工通信。，并有必要对介质进行访问控制。

有两种介质访问控制方式：争用方式、令牌传递方式。

争用方式：

该方式是指争夺信道的使用权限，也成为CSMA（载波监听多路访问）。该方法中，各个站点采用先到先得的方式来传输数据，如果多个站同时发送数据帧，则会产生冲突，因此会导致网络性能的下降。

一部分以太网中，改良了该方法，使用CSMA/CD、该方式中，要求每个站点提前监听信道，检查冲突，一旦发生冲突则尽早释放信道。

· 如果载波信道上没有数据流动，则任何站都可以发送数据。

· 检查是否会发生冲突。一旦发生冲突，会发送一个32位的信号，接收端通过发生冲突时帧的FCS判断出该帧不正确从而丢弃。之后立即释放信道。

· 放弃后，随机一段时间，重新争用介质，重新发送帧。

这种通过电压判断冲突的硬件属于同轴电缆。

令牌传递方式

该方法是在环路中设置一个令牌，每一个站点同等机会的得到一个令牌，只有持有令牌的站点拥有发送数据的权力。但是当信道中的数据不是很多时，会降低性能。

3.2.3 非共享介质型网络

该网络是指不共享介质，是对介质采用专用的一种控制方式。在该方式下，每台计算机直接连接交换机，由交换机负责消息的发送与接收。可实现全双工通信而不发生冲突，因此不需要CSMA/CD也可以获得较高效率的通信。

但是有一个致命缺点，就是当交换机发生故障时，与之相连的所有计算机都会无法通信。

3.2.4 根据MAC地址转发