计算机网络 第三章 数据链路层 (4)

局域网可按扑网络拓扑进行分类:由于集线器的出现和双绞线大量用于局域网中,出现了星形网;还有环形网、总线网(传统以太网)、局域网使用的传输媒体双绞线最便宜,如果是数据率很高的时候往往是需要光纤作为传输媒体

局域网工作的层次跨越了数据链路层和物理层

局域网体系结构

为了使数据链路层能更好的适应各种局域网标准,IEEE802委员会就把局域网的数据链路层拆分成两个子层,即逻辑链路控制子层(LLC)和媒体接入控制子层(MAC)

与接入到传输媒体的有关的内容都放在MAC子层,而LLC子层来说都是透明的

LLC子层可以为不同类型的网络层协议提供不同类型的数据传输服务(无确认无连接服务、面向连接的可靠传输服务、待确认的无连接服务)

网络适配器(网卡)

计算机与外界局域网的连接是通过 通信适配器

适配器是在主机箱内插入的一块网络接口板,这种接口板又称为网络接口卡(网卡)

适配器有自己的处理器和存储器(包括RAM和ROM),是一个半自治的设备

适配器和局域网之间的通信是通过电缆或双绞线以串行传输方式进行的

适配器和计算机之间的通信则是由计算机主板上Io总线以并行传输方式来进行的

因此,适配器的一个重要的功能可以进行数据串行传输和并行传输的转换

适配器还要能够实现局域网的数据链路层和物理链路层的协议

适配器在接受和发送各种帧的时候不使用计算机的CPU,这时CPU可以处理其他的任务;如果接受到一个差错的帧,则直接丢弃不通知计算机,如果接受到一个正确帧,它使用中断来通知该计算机并交付给协议栈中的网络层

当计算机要发送IP数据报的时候,就有协议栈把IP数据报向下交给适配器,组装成帧之后发送到局域网

计算机的硬件地址:适配器的ROM中

计算机的软件地址:IP地址,则存放在计算机的存储器中

Mac地址

当多个站点连接在同一个广播信道上想要实现两个站点的通信,则每个站点都必须有一个唯一的标识,即一个数据链路层地址

在每个发送的帧中必须携带标识接收站点和发送站点的地址,由于该地址用于媒体接入控制,因此被称为Mac地址

在生产适配器时候,这种6字节的Mac地址已经被固化在适配器的ROM中,因此Mac地址也被称为硬件地址或物理地址,是一种平面结构的地址(没有层次结构)

无论适配器移动到哪都不会发生改变,可见“Mac地址”实际上就是适配器地址或适配器标识符EUI-48,当这块适配器插入某台计算机之后,适配器上的标识符就成为了这台计算机的Mac地址

IEEE规定地址字段第第一字节的最低为是I/G (表示individual 和 group)当他的值为0的时候,地址字段表示一个单个站地址,当他的值为1的时候表示组地址,用来进程多播(组播)

G/L (group和local)当值为0的时候是全球管理,当值为1的时候本地管理

当路由器通过适配器连接到局域网的时候,适配器上的硬件地址就用来标志路由器的某个接口,路由器如果连接到两个网络上,则需要两个适配器和两个硬件地址

适配器有过滤功能,适配器从网络上每接受一个Mac帧就先用硬件检查Mac帧中的目的地址,如果是发送到本站,则收下,在进行下一步的处理,否则就将此帧丢弃,不再进行其他的处理

发往本站的帧有三种帧:

单播帧(一对一):收到的帧的Mac地址和本站上的硬件地址相同

广播帧(一对全体):即发送给本局域网上全部的站点的帧

多播帧(一对多):即发送给本局域网一部分站点的帧

通常适配器还可以设置为 混杂方式(工作在混杂方式的适配器只要听到有帧在共享媒体上的传输就悄悄地接受下来)如嗅探器

实际上这种做法是窃听了其他站点的通信,但是不中断其他站点的通信(黑客)

7、共享式以太网

以太网目前从传统的共享式以太网发展到现在的交换式以太网

总线的特点是:当站点发送数据时,总线上的所有站点都能检测并接收到这个数据(广播通信方式)

也可以在总线上实现一对一的通信方式:每个站点都有一个与其他适配器都不同的地址

以太网采取了两种措施:

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