计网--数据链路层(3)--数据链路层的硬件设备

数据链路层的硬件设备

网卡

别名

网络适配器，Network Adapter

硬件组成

网卡是由RAM和ROM（read only memory）组成的，ROM中保存有MAC地址，由于在ROM中，所以不可更改。

网卡作用

• 1.计算机中的数据IO是并行的，而网络中传输的是比特流，属于串行IO。因此计算机如果想要使用网络和外界通信，就需要一个专门的硬件实现并行数据和串行数据的转换。
• 2.网卡的ROM上保存有MAC地址，所以网卡的另一个作用是帧（数据链路层传输单位）的封装和解封装。

网卡示意图

工作在计算机网络中的哪一层？

• 1.网卡可以将计算机的并行数据转换为串行的比特流（物理层传输内容），因此网卡可以工作在物理层。
• 2.网卡可以完成帧的封装和解封装，所以网卡也可以工作在数据链路层。

集线器 Hub

集线器样子

集线器的作用

• 1.集线器将接受到的电信号，经过放大或再生，使信号能传输到更远的地方。
• 2.集线器将接受的信号向其他所有的端口转发。
• 3.由于集线器

集线器工作的层次

• 集线器接受和转发的信号都是电信号，不具有识别帧的攻击，因此可以说它工作在物理层。
• 在交换机出现之前，局域网多使用总线结构，主要使用集线器和双绞线实现，使用集线器的以太网仍然是总线结构，依靠适配器（网卡）执行CDMA/CD协议

交换机

交换机的的本质作用

在数据链路层扩展以太网（PS：在物理层扩展以太网的方式有使用光纤和多级集线器）

在交换机出现以前，人们使用网桥（bridge）对MAC帧进行转发

交换机名称

交换机又被称为二层交换机，即说明他工作在数据链路层

交换机的特点

• 1. 全 双 工 通 信 {\color{red} 全双工通信} 全双工通信，因为每个站和交换机端口之间的信道是独占的，并且交换机可以实现MAC帧地址的识别和转发，相当于在两个栈之间建立了点对点的信道。
• 2. 交 换 机 自 学 习 功 能 {\color{red} 交换机自学习功能} 交换机自学习功能，交换机有一张交换表，可以记录MAC帧和对应端口。交换表是不断改变的，因此不必担心网卡更换是否导致通信失败，自学习功能可以做到即插即用。

  

• 3.交换机实现了生成树协议，解决如下问题。当两个交换机相连，某一个帧要从左边交换机的端口发送到右侧交换机的端口，此时自学习过程可能使得该帧一直在兜圈子。使用生成树协议可以切断某些不必要的链路，从而去掉环路。

•