数据链路层
- 1. 简介
- 2. MAC
- 3. 以太网
1. 简介
（1）概念
链路(link)是一条无源的点到点的物理线路段，中间没有任何其他的交换结点。
数据链路(data link) 除了物理线路（双绞线电缆、同轴电缆、光线等介质）外，还包括通信协议来控制这些数据的传输。
数据链路层的协议定义了通过通信媒介互连设备之间的传输规范。
（2）功能
数据链路层将0、1序列的数据集合为一个叫做“帧”的块传递给物理层，物理层把二进制0、1序列的帧转换成电压高低、光的强弱，实现传输。
主要实现以下3个功能：
- 封装成帧
- 透明传输
- 差错控制
（3）数据链路分类
| 数据链路名 | 通信媒介 | 传输速率 | 主要用途 |
|---|---|---|---|
| 以太网 | 同轴电缆 | 10Mbps | LAN |
| 以太网 | 双绞线电缆 | 10Mbps~100Gbps | LAN |
| 以太网 | 光纤电缆 | 10Mbps~100Gbps | LAN |
| 无线 | 电磁波 | 数个 Mbps~ | LAN~WAN |
| ATM | 双绞线电缆/光纤电缆 | 25Mbps/155Mbps/622Mbps | LAN~WAN |
| FDDI | 光纤电缆 | 双绞线电缆 | 100Mbps |
| 帧中继 | 双绞线电缆/光纤电缆 | 约64k~1.5Mbps | WAN |
| ISDN | 双绞线电缆/光纤电缆 | 64k~1.5Mbps | WAN |
2. MAC
MAC地址（Media Access Control address）是用于标识网络设备的唯一标识符。它是一个由6组十六进制数字（0-9，A-F）组成的48位地址。
- 第1位：单播地址(0)/多播地址(1)
- 第2位：全局地址(0)/本地地址(1)
- 第3-24位：厂商识别码，由IEEE管理并保证各厂家之间不重复
- 第25~48位：由厂商管理并保证产品之间不重复
3. 以太网
（1）概念
以太网(Ethernet)是目前应用最普遍的计算机局域网技术，最早由美国 Xerox公司创建并由Xerox、Intel和 DEC公司联合开发形成了基带局域网规范。
后来，IEEE 802.3标准制定了以太网的技术标准，规定了包括物理层的连线、电子信号和介质访问层协议的内容。目前，以太网已取代了令牌环、FDDI和ARCNET等其他局域网技术。
互联网与以太网：互联网指的是通过TCP/IP协议族相将各个局域网连接在一起网络。
（2）以太网帧
以太网帧由1、0交替组成的前导码(Preamble)表示开始，确保对端网卡能够与其同步。前导码占8个字节，末尾是值为“11”的SFD(StartFrame Delimiter)的域（以太网中最后2比特称为SDF，而IEEE802.3中最后8比特称为SDF），这个域之后就是以太网的帧体。
以太网帧帧体组成如下：
- 以太网的首部（14个字节）：目标 MAC地址（6个字节）、源MAC地址（6个字节）、上层协议类型（2个字节）
- 数据（46~1500个字节）
- 帧检验序列（FCS，FrameCheck Sequence，4个字节）
在通信传输过程中由于噪声干扰，可能会影响发送数据导致乱码位的出现。FCS 中保存着整个帧除以生成多项式的余数在接收端也用同样的方式计算，如果得到FCS 的值相同，就判定所接收的帧没有差错，否则就将将那些受到噪声干扰的错误帧丢弃。
IEEE802.3 Ethernet与一般的以太网在帧的稍有区别。以太网帧中表示类型的字段，在IEEE802.3以太网中却表示帧的长度。此外，数据部分的前端还有LLC 和 SNAP等字段。
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