数据链路层简介


数据链路层简介

一、数据链路层的主要功能

  1. 负责数据链路的简历,维护于拆除
  2. 负责数据帧的封装,传输以及同步
  3. 负责数据帧的差错校验恢复
  4. 负责流量调节
  5. 提供了通讯过程中必须要使用的一个地址,即mac地址[物理地址]

二、什么是以太网络

  1. 以太网即局域网[local area network |lan]
  2. 常见的以太网连接类型有:总线型、令牌环形、树形、星形等。

三、数据链路层的特点

  1. 在总线型结构中如何避免冲突

解决方案为:CSMA/CD【带冲突检测的载波侦听多路访问/退避】

工作原理:发送数据前先监听信道是否空闲,若空闲,则发送数据;边发送,边侦听;若检测到冲突,则立即停止发送,退回,等待一个随机时间,之后再次重新尝试建立连接

  1. 如何在网络中标识一台主机

解决方案:每一台主机拥有自身唯一的MAC地址

MAC地址的构成

  • MAC地址分为2段,前24bit 为厂商标识,后24bit为该MAC自身唯一的标识

  • 若MAC地址的第8位为0,则表示该MAC地址为单播地址

  • 若Mac地址的第8位为1,贼表示该Mac地址为组播地址8

  1. 数据链路层封装的内部内容

数据链路层封装的内部内容


四、数据链路层的两个子层

1.LLC【逻辑链路控制子层 |802.2】

1.1、负责数据链路层的建立、维护与拆除

1.2、负责提供与上层【网络层】 的服务接入点,即:type

1.3、为分片后的数据帧添加序列号

2.MAC【介质访问控制子层 |802.3】

2.1、负责数据帧的封装,传输、同步

2.2、通过CSMA/CD的算法来避免发生冲突。

2.3、负责进行差错检测【FCS】

2.4、根据目标Mac地址寻找转发路径【寻址】


五、以太网交换机的工作原理

  1. 交换机从某端口接收到数据后,先检查自身的MAC地址表项,查看是否存在源MAC地址
  2. 若MAC地址表中不存在源MAC地址,则学习源MAC
  3. 交换机再次检测自身的MAC地址表,查找是否存在目标MAC地址
  4. 若MAC地址表中不存在目标MAC地址,则交换机执行【广播】
  5. 若MAC地址表中存在目标MAC地址,则交换机执行【单播】
  6. 交换机MAC地址表的默认老化时间为300s【不建议更改】

六、3种双工模式

  1. 单工:通讯是单向的【例如:传呼机】
  2. 半双工:在同一个时刻,通讯是单向的【例如:对讲机】
  3. 全双工:在同一个时刻,通讯是双向的【例如:电话】
  4. 以太网交换机/PC的端口及网卡,默认工作在【自适应auto】状态下

七、冲突与冲突域

  1. CSMA/CD算法确实可以防止以太网的冲突问题,但其工作效率极低,不建议采纳
  2. 为防止冲突,同时提升传输效率,采纳的有效做法为:划分冲突域
  3. ==交换机每一个端口就是一个冲突域==,因此,其在自身的冲突域中不存在任何的冲突,故而交换机每一个端口既可以同时发送数据,又可以同时接受数据
  4. ==交换机虽然每一个端口都在一个冲突域中,但默认情况下,所有端口都在同一个广播域中。==

八、交换机的首次使用

  1. 通过console线缆连接之后,使用CRT或者putty等终端软件调试交换机
  2. 华为交换机开机后,默认进入的模式为【用户视图模式】
  • 用户视图: < Huawei> system-view
  • 系统视图:[Huawei]interface E0/0/1
  • 端口视图:[Huawei-Ethernet0/0/1]
  • 返回上一级菜单:quit
  • 从任意视图直接返回用户视图:return

备注

注1:

ping:用来检测网络的双向连通性;ping属于ICMP【Internet Control Message Protocol | 网络控制消息协议】

注2:

对于交换机而言,我们称之为【端口 | SwitchPort】

对于路由器而言,我们称之为【接口 | Interface】

注3:

空间单位:

8bit = 1Byte

1000Byte = 1KB

1000KB = 1MB

1000MB = 1GB

1000GB = 1TB

1000TB = 1PB

速度单位:

1000bit = 1Kb

1000Kb = 1Mb

1000Mb = 1Gb

Fiber

速度:1Mbit per second

1Mbit/8 = 1000Kb / 8 = 125Kb

10Mbit / 8 = 1.25M

100Mbit /8 = 10M


文章作者: 李广明
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