3.1 数据链路层的功能

  1. 在物理层的基础上提供无差错的传输igmp
  2. 数据链路层的三个基本问题：封装成帧，透明传输，差错控制


image.png
以太网帧图示

  1. 帧头和帧尾共 18 字节

3.1.1 为网络层提供服务

  1. 无确认的无连接服务
    1. 目的机器接收到数据后，无需响应。对于丢失这样的情况概不负责
    2. 适用场景：误码率较低或实时通信：以太网
  2. 有确认的无连接服务
    1. 规定时间内没有收到通信就重传
    2. 适用场景：误码率较高的通信：无线通信
  3. 有确认的连接服务

PS：**有连接必有确认


3.1.2 链路管理

使用面向连接的服务时，进行链路管理：连接的建立，维持和释放的过程称为链路管理

3.1.3 帧界定，帧同步和透明传输

  1. 帧的界定：帧首尾部的重要作用之一
  2. 帧同步：接收方从接收的比特流中区分初帧的起始于截至
  3. 透明传输：不管什么样的比特组合都能够在链路上传送

3.1.4 流量控制

  1. 限制发送方的数据流量，使发送速率不超过接收方的接收能力
  2. 流量控制不是数据链路层特有的功能

3.1.5 差错控制

  1. 使接收方接收到正确的数据
  2. 基本思想：引入冗余
  3. 位错
    1. CRC 校验检测错误
    2. ARQ（Automatic Repeat reQuest）自动重传请求
  4. 帧错
    1. 丢失
    2. 重复
    3. 失序
    4. 引入定时器和编号机制

3.2 组帧

  1. 作用
    1. 出错的时候只用发出错的帧（模块化）
    2. 解决帧同步，帧界定和透明传输的问题

PS：**组帧要加首部和尾部，分组只需要首部且分组是在网络层**

  1. 常用的组帧方法
    1. 比特填充法
    2. 违规编码法

3.2.1 字符统计法

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  1. 帧头部用一个计数字段来表明帧字符数（包含统计字段本身）
  2. 缺点：如果统计字段出错，后果很严重

3.2.2 字符填充的首尾界定符法

  1. 使用特定的字符来界定帧的开始和结束
  2. 如果特殊字符是数据内容，就在前面加转移字符

3.2.3 比特填充的首尾标志法

  1. 使用 01111110 来表示帧的开始结束
  2. 数据部分每 5 个 1 就插入一个 0 来排除和帧界定符（就是上面的那串数字）重复
  3. 优点
    1. 硬件实现
    2. 性能优于字符填充

3.2.4 违规编码法

  1. 如 高高电平和低低电平对在曼切斯特编码中是违规的，可以用来界定帧的开始和结束
  2. 适用场景
    1. 802 标准
    2. 冗余编码环境

3.3 差错控制

  1. 噪声分类
    1. 热噪声
      1. 固有的，随机的
      2. 通过提高信噪比来减少干扰
    2. 冲击噪声
      1. 外界特定原因造成
      2. 差错产生的主要原因
      3. 突发差错
  2. 差错控制技术
    1. 自动重传请求（ARQ：Automatic Retransimission Request）：接收端检测到错误会要求发送端重新发送，直到得到正确的数据为止
    2. 前向纠错技术（FEC：Forward Error Correction）：接收端不仅可以检测错误，还可以确定其二进制编码中哪一位出现了错误，并加以改正

3.3.1 检错编码

  1. 所有检错编码的核心思想是：冗余编码。所谓冗余编码是指，比如我现在有一串（5个） 1，0 组成的二进制数，如 10101，此时我在根据前面 5 位的某种关系，生成新一位编码作为第六位。当我发送的数据交给接收端后，接收端只要检测发送的这 5 位和第六位的关系是否匹配即可检测出，数据是否发生了改变。（具体可以看下面的链接，奇偶校验和循环冗余校验都是不同“关系”的检错编码）
  2. 奇偶校验和循环冗余校验
  3. 检错编码可以知道发生了错误，纠错编码不仅知道发生了错误，还可以聚焦到哪一位发生了错误（检错和纠错都是针对比特出错的） 第三章 数据链路层 - 图3

3.4 流量控制与可靠传输机制

3.4.1流量控制与可靠传输机制

note：ARQ：Automatic Repeat-reQuest（自动请求重传）

  1. 流量控制是对发送方进行速率的控制
  2. 常见方式
    1. 停止-等待流量控制基本原理：发送方发送一帧都要等待接收方的应答信号（每次只发送一个，得到回应后发送下一个）
    2. 滑动窗口流量控制基本原理
      1. 发送方维持一组连续发送的信号，称为发送窗口；接收方…称为接收…

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发送端每接收到一个确认，就向前滑动一个帧的位置（发送窗口）

image.png

一个帧一个帧的接收（接收窗口）

  1.   1. 滑动窗口的特性
  2.      1. 接收帧为 1 时，可以保证帧的有序接收
  3.      1. 数据链路层的滑动窗口，窗口大小是固定的（传输层是可变的）
  1. 可靠传输机制
    1. 确认
    2. 超时重传：超过了指定的计时，就重新发送该数据帧
    3. 自动重传请求
      1. 停止-等待 ARQ
      2. 后退 N 帧 ARQ
      3. 选择性重传 ARQ

💡 ARQ 中发送窗口的大小必须小于窗口数 - 1

3.4.2，3，4 三种请求重传协议

note

  1. 窗口大小的区别（窗口大小固定）

image.png


3.5 介质访问控制

  1. 前言
    1. 什么是介质访问控制：介质本是指物理介质，即双绞线啊，光纤啊，这些。介质访问控制是抽象的，即我不管你是什么具体的介质，我把你们都看成是介质。访问控制就是，我的数据要在这些介质按照什么规则传播。比如下图，任意两个计算机之间进行数据通信，如果不采用一定的规则，是会在通信的时候乱套的。
    2. 主要任务
      1. 为使用介质的每个结点隔离其他的信号，确保结点间通信不会干扰

image.png

3.5.1 信道划分介质访问控制（静态）

  1. 时分多路复用（TDM）
    1. 时间->时间帧->时隙
    2. 信道传输速率：R bps，有 N 个结点：每个帧的传输速率：R/N bps
    3. TDM 中，介质的位速率（总的）大于单个信号的位速率
    4. 抗干扰能力强，适合数字信号
    5. 分类
      1. 同步时分多路复用：静态
      2. 异步时分多路复用（统计时分复用）：动态，动态分配时隙，有数据时才分配时间片
  2. 频分多路复用（FDM）
    1. 信道->频段（每个频段：R/N）；适合模拟信号
    2. 频分多路就是把要传递的数据放在不同的频率上传播。举个例子，同样是用汽车运输乘客，我可以在地面运输，也可以在高架上运输，这样同一段路，我可以运输两拨乘客，高架可以理解为更高的频率
  3. 码分多址（CDMA）
    1. 每个结点不同编码，不同结点同时传输
    2. 如，从成都到北京，采用汽车，动车，飞机的交通方式可以同时传输（共享时间和空间）
    3. 码片序列即两向量正交使得其不同码片不受干扰。优点是，抗干扰强，类似白噪声，不易被敌人发现。缺点是占用较大带宽
  4. 波分复用
    1. 光的频分复用

note

  1. 比特率和带宽的区别
  2. 静态方式划分信道是不会产生碰撞的，因为其保持信号“独占”的性质
  3. E1 载波：采用同步时分复用，将 32 条信道复用在一个高速信道上。E1 和 T1 载波都是 PCM 技术和 TDM 技术进行复用
  4. QPSK 下，比特率 = 2*波特率

3.5.2 随机访问介质访问控制（动态）

  1. 所有用户随机发送信息，占用全部速率
  2. 遇到碰撞重新传帧
  3. 核心思想
    1. 胜利者获取信道使用权利，争用型协议
    2. 短时间的信道独占
  4. 常见协议
    1. ALOHA
      1. 纯 ALOHA：
        1. 不进行检测就发送数据。在一段时间内未收到确认就默认发生了冲突，选择随机等待一段时间后重发
        2. 成功发送帧数的概率是 S=Ge^（-2G）

第三章 数据链路层 - 图8

  1.   1. 时隙 ALOHA
  2.      1. 把时间划分为等长的时隙，每个时隙开始的时候才能发送帧
  3.      1. 成功发送帧的概率是 S=Ge^(-G)

经典题目image.png

  1. CSMA
    1. 载波侦听多路访问（Carrier Sense Multiple Access）
    2. 比 ALOHA 多了载波侦听装置
    3. 分类
      1. 1-坚持 CSMA
        1. 基本思想：发送前侦听。空闲发送，忙则边等边听。冲突后等待，然后继续侦听
        2. 传播延迟对性能的影响大
      2. 非坚持 CSMA
        1. 基本思想：发送前侦听，空闲发送，忙则放弃，等待随机时间段后继续侦听
        2. 增加了数据发送的延迟
      3. p-坚持 CSMA
        1. 基本思想：发送前侦听，信道忙则下一个时隙侦听；空闲，以 p 概率发送数据，1-p 概率推迟到下一个时隙发送。
        2. 用于时分信道
  2. CSMA/CD
    1. 载波侦听多路访问/碰撞检测（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection）
    2. 适用于总线型和半双工
    3. 原理
      1. 先听后发，边听边发，冲突停发，随机重发
      2. 最小帧长（46B）
        1. 帧长的大小是发送帧长的时延大于 2 τ（传播时延传输速率2）
        2. 以太网取 51.2 us 为争用期的长度（争用期：信号在最远两个端点往返的时间，等于两倍地传播时延）
          1. 往返时延=发送时延
        3. image.png
        4. image.png
        5. 关于最早检测到碰撞和最晚检测到碰撞的问题
          1. 最晚就是 A 的帧发送到了快到 B 的时候，B 也发送了，此时在 B 的出发点附近碰撞，近似看成 A 的数据走了一个来回
          2. 最早就是 A B 帧在中间碰撞，这样近似看成，A 走了一边的路程，即去的路程
      3. 截止二进制退避指数（考虑了对网络负载的影响）
        1. 1.确定基本退避时间，2τ
        2. 2.定义重传次数 k，k=[重传次数，10]（选择重传就是为了降低冲突，k 越大，冲突可能性越小），当重传次数小于 10 时，k 为重传次数；当重传次数大于 10 时，k 为10.
        3. 3.从[0,1,2，3，4，5，7…2^k-1]中确定退避时间倍数 r，如 2rτ，r表示多少个争用期
        4. 4.若 16 次仍不能成功就抛弃此帧
      4. 强化碰撞
        1. 当碰撞发生后，除了立即停止发送数据外，为了让所有用户都知道碰撞发生，还要发送 32b 或者 48b 的干扰信号
        2. 帧间最小间隔 9.6 微秒，96 比特时间，为的是接收方能够清除接收缓存而使用的时间

一道有难度的 CSMA/CD 题目

  1. CSMA/CA
    1. 适用于无线局域网
    2. 也是半双工的工作模式
    3. 基本原理：信道忙变空闲，先等待再争用窗口。随即退避再次接入
    4. 碰撞避免
      1. 预约信道：发送时，广播通知传输数据的时间长度
      2. ACK 帧：接收方收到数据返回 ACK 帧；若发送方未在规定时间接到则重发
      3. RTS/CTS
    5. 与 CD 的区别：CD 是电压检测

note：

  1. 有效数据率=以太网有效数据长度 / （发送时延+传播时延）
  2. CSMA 和 CSMA/CD 的区别是，后者多了边听边发和冲突停发，且随机重发的方式也不一样
  3. CA 不需要碰撞检测的原因是，信号强度波动大，检测困难，这是本身的特点决定的
    1. 隐蔽站，未能检测出信道上有其他站点发送信号
    2. 暴露站，误以为信道占用


3.5.3 轮询访问介质访问控制（动态）：令牌传递协议

  1. 基本原理
    1. 一个集中控制的监控站以循环的方式轮询每个结点，在决定信道的分配
    2. A 结点使用信道的时候，其他结点无法使用信道
    3. 令牌传递协议用于令牌环局域网中
  2. 令牌传递协议
    1. 令牌在各结点之间以固定次序交换
    2. 令牌是由一组特殊的比特组合而成的帧
    3. 如何避免碰撞
      1. 令牌只有一个，一个站点只有在拥有令牌的时候才能发送帧
      2. 帧在环上传送的时候，所有站点必须转发，直到帧返回初始站
      3. 目的站除了转发帧外，维持一个帧副本，且在帧的尾部设置“响应比特”，表示收到副本
    4. 当无计算机发送数据，令牌就在环型网上游荡
    5. 所有设备逻辑成环
    6. 适用场景
      1. 负载很高的广播信道（负载高表示同一时刻发送数据概率很大的信道）
纯ALOHA 想发就发 纯的效率和吞吐量更低
时隙ALOHA 每个片开始发送

3.6 局域网

3.6.1 局域网的基本概念和体系结构

  1. 特点
    1. 小
    2. 较高的数据传输率
    3. 较低的时延和误码率（因为小），所以采用无连接不可靠的方式传输数据
    4. 各站为平等关系
    5. 能进行广播和组播
    6. 多采用基带传输（中继器放大数字信号，而放大器放大模拟信号宽带传输）
    7. 以太网地址就是 mac 地址，mac 地址通过 arp 协议转换

PS：组播就是源主机“尽力而为”发送一份数据给一组计算机（组播组），组播组通过目的站拷贝的方式获得数据，不像单播是源站拷贝，占用资源。

  1. 局域网三要素
    1. 拓扑结构
      1. 星形（物理结构）
      2. 环形
      3. 总线型（逻辑结构）
    2. 传输介质
    3. 介质访问控制方式
      1. CSMA/CD（总线型）
      2. 令牌总线（总线型）
      3. 令牌环（环型型）

  2. IEEE 802

    1. 局域网对应于 OSI 的数据链路层和物理层
    2. 数据链路层
      1. 逻辑链路控制子层（LLC-Logical Link Control）
        1. 无确认无连接
        2. 面向连接
        3. 带确认无连接
        4. 高速传送
        5. 舍弃
        6. 作用
          1. 逻辑链路建立
          2. 数据帧编号
          3. 提供与网络层接口
      2. 媒体接入控制子层（MAC-Multiple Access Channel）：与传输媒体有关
        1. 组帧，拆帧
        2. 差错控制（比特级别）
        3. 透明传输
        4. 作用
          1. 媒体访问控制

            拓展

            🔦 局域网的特点
            共享信道，地理范围有限，低层协议简单，相当于OSI/ISO的下面两层

            3.6.2 以太网与 IEEE 802.3（标准）

  3. IEEE 802.3 作用

    1. 基带总线局域网的标准
    2. 描述物理层和 MAC 子层的实现方法
  4. 以太网
    1. 逻辑上采用总线结构
    2. 广播发送
    3. 采用 CSMA/CD，不一定必须采用
    4. 802.3 局域网简称以太网
    5. 简化通信的手段
      1. 无连接工作
      2. 尽最大努力交付
  5. 以太网的传输介质与网卡

image.png
PS：10BASE-T 逻辑上还是总线型，因为中心是集线器，属于一个冲突域

  1. 网卡
    1. 工作在数据链路层和物理层
    2. 作用
      1. 电信号匹配
      2. 帧的发送和接收
      3. 帧的拆封
      4. 介质访问控制
      5. 数据的编码解码
      6. 数据缓存功能
    3. 以太网的 MAC 帧
  2. 6 字节，16 进制表示。高 24 位厂商代码，低 24 位自行分配
  3. 本站接收，非本站丢弃
  4. image.png
    1. 前导码
      1. 前同步码实现比特同步
      2. 帧开始界定符
      3. PS：mac 帧不需要帧结束符，因为各帧之间必有一定的间隙。但是数据链路层上，帧既要加首部也要加尾部
    2. 目的地址：单播：目的地址就是目的主机的地址；广播：全为 1 或者 ff-ff-ff-ff-ff-ff
    3. 类型：数据上交给哪个协议
    4. 数据：46 ~ 1500 字节。因为以太网帧必须满足最小帧长 64 字节，填充 46 字节。1500 字节是最大帧长
    5. 校验码检验从目的地址到数据部分结尾，用 CRC 校验
    6. 高速以太网
  5. 速率达到或者超过 100Mb/s 的以太网称为高速以太网
  6. 100BASE-T 以太网和吉比特以太网可以支持全双工和半双工方式
  7. 10 吉比特以太网只工作在全双工方式所以没有争用问题
  8. 可以全双工无冲突的原因

image.png
可以看到有交换机，交换机隔离冲突域。所谓冲突域就是域内只能有一台主机在某一时刻发送数据。一个冲突域就是一个网段。

note

  1. 在以太网的数据链路层中还划分了 mac 子层和 llc 子层

3.6.3 IEEE 802.11

  1. IEEE 802.11 是无线局域网的一系列标准，如，802.11a 和 802.11b
  2. 802.11 MAC 层采用 CSMA/CA 协议，其工作方式如下：
    1. 先侦听
    2. 空闲发送
    3. 等待时间间隔
    4. 收到确认帧 ACK 完成
    5. 未收到重发，最大重发次数内完成

PS：无线局域网中发生了碰撞也要把整个帧发送完成，而有线局域网发生冲突就立即停止

  1. 有固定基础设施无线局域网

TIM图片20190617224446.jpg

  1. 无固定基础设施无线局域网自组织网络
    1. 区别
      1. 没有 AP
      2. 临时组网
      3. 结点地位平等
      4. 中间节点具有转发功能，路由功能
    2. 自组织网络的构成
      1. 移动设备发现其他的移动设备

第三章 数据链路层 - 图16

3.6.4 令牌环网的基本原理（802.5）

第三章 数据链路层 - 图17

  1. TCU
    1. 作用
      1. 传递经过的帧
      2. 为发送和接收数据提供接口
    2. 状态
      1. 收听状态
      2. 发送状态
  2. 令牌
    1. 作用：确保同一时刻只有一个结点能够独占信道
    2. 传递过程
      1. 发送站修改令牌标志位，附加自己需要传输的数据
      2. 沿环路一边转发数据，一边检查目的地址
      3. 当帧又到达源站，发送结束
  3. 拓扑结构
    1. 物理：星形
    2. 逻辑：环型

💡

  1. 重复的静态物理地址问题
    1. 使得两个设备不能正常通信
      1. 不会发送 mac 帧为自己的帧
      2. ARP 软件不允许这样的情况
  2. 不存在冲突

3.6.5 高速以太网

  1. 高速以太网

    1. 100 BASE-T 以太网
    2. 吉比特以太网
    3. 10 吉比以太网和100 吉比特以太网
    4. 以太网的宽带接入

      3.7 广域网

      3.7.1 广域网的基本概念

  2. 特点：

    1. 真的大，远超一个城市的范围
    2. 是因特网的核心
    3. 任务：长距离发送数据
    4. 高速链路构成，光缆或者点对点卫星链路
    5. 通信容量大
    6. 广域网是包含了物理层->网络层；而局域网只到数据链路层
  3. 互联网与广域网的区别
    1. 互联网
      1. 连接不同类型的网络
      2. 工作设备：路由器（异构网络中转发分组）
      3. 主要工作在物理层和数据链路层
    2. 广域网
      1. 单一网络
      2. 工作设备：结点交换机（单个网络中转发分组）
      3. 主要工作在物理层，数据链路层和网络层
  4. 局域网和广域网的区别
    1. 局域网使用的协议主要在数据链路层
    2. 广域网使用的协议在网络层
    3. 局域网和广域网在互联网的角度看是平等关系

第三章 数据链路层 - 图18
注意观察位置关系

  1. 广域网的重要作用
    1. 路由选择
    2. 分组转发
  2. 广域网数据链路层控制协议
    1. PPP 协议
    2. HDLC 协议

image.png
note：

  1. 上面写错了一点，就是 PPP 仅支持字符填充，因为 PPP 是面向字符的；而 HDLC 是字符插入和比特插入都可以

3.7.2 PPP 协议

  1. 特点
    1. 简单，无需纠错，无需流量控制，只需要 CRC 检验，且出错就丢弃
    2. 封装成帧：用特定的帧界定符作为作为结束和开始
    3. 透明性
    4. 支持多种网络协议
    5. 支持多种类型链路：串行，并行，高速，低速等
    6. 检测链路状态：（每隔几分钟）自动检测链路状态
    7. PPP 有 MTU，也就是 1500，超过就丢弃
  2. 组成
    1. 链路控制协议（LCP-Link Control Protocol）：用于建立，配置，测试和管理数据链路
    2. 网际控制协议（NCP-Network Control Protocol）：配置不同的网络层协议（PPP 允许多种网络层协议）
    3. 将 IP 数据报封装到串行链路的方法
  3. 帧格式

image.jpeg
PS：PPP 不是总线型是点对点，所以无需采用 CSMA/CD，也没有最短帧

  1. 协议状态图

image.png
PS

  1. PPP 提供差错检测但不纠错，是不可靠协议
  2. 只支持全双工
  3. 可以运行不同的网络层协议
  4. 在点对点链路上，为了减少地址的浪费，子网掩码应该指定为 255.255.255.252。因为整个链路只存在两台主机，所以只需要给网络分配 2 个主机位，同时去除两个全0和全1的地址

**

拓展

🔦 PPP 协议的特点
PPP 协议简单，实现封装成帧，透明传输，支持多种网络层协议和多种链路。
PPP 协议不需要帧编号，因为不需要重传，不需要可靠传输。
PPP 协议适用于线路质量好的情况，因为线路质量差，而 PPP 不提供编号和帧确认，使得传输效率降低。
PPP 协议异字同比
**

3.7.3 HDLC 协议

  1. 英文：High-level Data Link Control，高级数据链路控制
  2. 特点
    1. 面向比特（也采用比特填充）
    2. 全双工
    3. CRC 校验
    4. 透明传输
  3. 基本配置
    1. 非平衡：主站控制着整个链路
    2. 平衡：两个复合站位于链路两端，地位平等
  4. 站
    1. 主站：控制链路的操作，发送命令帧
    2. 从站：受控于主站，发送响应帧
    3. 复合站：兼备二者的功能
  5. 数据操作方式
    1. 正常响应：主站发数据，从站响应传输
    2. 异步平衡：平衡结构，利用复合站工作
    3. 异步响应方式：从站未经允许也可以传输

  6. HDLC 帧

    1. 帧格式（如下）
    2. 地址字段：无论是平衡还是非平衡模式，都是表示要目标地址，特别的是，非平衡是表示从站地址

    3. 控制字段

      1. 信息帧（I：0）：传输数据信息
      2. 监督帧（S：10）：流量控制，差错控制，帧确认，请求重发等
      3. 无编号帧（U：11）：链路的建立，拆除等

      image.png

  7. PPP 与 HDLC 的区别与联系

    1. PPP 面向字节
    2. PPP 多 2 字节的协议字段
    3. PPP 没有序号和确认机制
    4. 均是数据链路层协议

3.8 数据链路层设备

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（以太网帧格式）

3.8.1 网桥的概念及其基本原理

  1. 基本概念
    1. 层次：工作在数据链路层（具体在 MAC 子层）
    2. 数据对象：帧（中继器，放大器处理的数据对象是信号，所以它工作在物理层）
    3. 网桥可以累加数据率，而集线器和转发器只能共享相同的数据率（其中集线器是物理层设备）
  2. 基本特点
    1. 具备寻址和路径选择能力（存储转发设备都有协议转换功能，连接的两个网段可以使用不同的协议）
    2. 网桥用于连接每一个以太网成为一个更大的以太网，每一个小的以太网是一个网段，这也就分割了碰撞域
  3. 网桥与碰撞域
    1. 网桥是用于分割碰撞域的，如每个网段（假设此时有 3 个网段）有 10Mb/s 的吞吐量，当用网桥分割时，三个网段的吞吐量就变成了 30Mb/s。但如果只在一个网段，即把网桥换成集线器或者转发器，吞吐量还是 10Mb/s。
  4. 网桥的优缺点
    1. 优点
      1. 过滤通信量，隔离出安全网段
      2. 扩大物理范围
      3. 互联异构网络
    2. 缺点
      1. 通信量大会产生广播风暴
  5. 网桥分类（根据路径选择算法的不同分类）
    1. 透明网桥（非最佳路由）
      1. 混杂工作：网卡接收每一帧数据，而不管目的地址是否是它。这就好像卖家从北京向成都发一个快递，卖家不用管这个快递中间经过哪些物流中心。
      2. 到达帧的路由选择
        1. 源 LAN 和目的 LAN 相同，丢弃该帧
        2. 源 LAN 和目的 LAN 不同，转发该帧
        3. 目的 LAN 未知，扩散该帧
      3. 自学习算法处理收到的帧
      4. 这里的自学习算法具体内容在P121，下面
      5. 生成树算法保证逻辑上没有环路
    2. 源路由网桥（最佳路由）
      1. 路由选择由发送数据帧的源站负责
      2. 源站如何选择最佳路由（如下图）
      3. **_PS：最佳路由是指往返时间最短的路由

第三章 数据链路层 - 图24

3.8.2 局域网交换机及其工作原理

  1. 网桥的局限：一次只能执行一个帧
  2. 以太网交换机
    1. 本质上，以太网交换机是一个多端口的网桥
    2. 可以实现 VLAN
    3. 用局域网交换机实现的虚拟局域网（VLAN）隔离广播域和冲突域
    4. 工作在数据链路层和物理层
  3. 特点
    1. 全双工
    2. 独占信道
    3. 共享式以太网均分数据率，以太网交换机倍增数据率
  4. 两种交换模式
    1. 直通式交换机只检查真的目的地址
    2. 存储转发要先缓存检查数据（一个完整的帧）是否正确才可以发送

note

  1. 路由器具有较大的传输时延，因为要分析那么多报头
  2. 数据链路层设备可以隔离冲突域但不能隔离广播域（广播域与冲突域）
  3. 考点 在交换机中，以直通方式交换，只需要检查帧的目的地址（6B）

各层网络设备的总结

3.9 扩展的以太网

3.9.1 虚拟局域网（VLAN）

  1. 定义：虚拟局域网是由一些局域网网段组成的，与物理位置无关的逻辑组。每一个 VLAN 的帧都有一个标识符，指明这个帧是从哪个逻辑组发出来的
  2. 每一个 VLAN 的工作组可以处于不同的局域网中
  3. VLAN 中的每一个主机可以收到同一个工作组的主机广播发送的信息，但这些信息，其他处于同一局域网的主机收不到
  4. VLAN 限制了工作站的数量，使其免于广播风暴的困扰
  5. VLAN 的划分方式
    1. 基于交换机端口
    2. 基于连接到交换机设备的 MAC 地址
    3. 基于第三层协议或者地址

第三章 数据链路层 - 图25

NOTE

  1. VLAN 只是提供一种服务，而非新的局域网