数据链路的作用

数据链路层的协议定义了通过通信媒介互连的设备之间传输的规范。

• 通信媒介
  • 双绞线
  • 同轴电缆
  • 光纤……
• 设备
  • 交换机
  • 网桥
  • 中继器

数据链路可以看做是网络传输中的最小单位

数据链路相关技术

MAC地址

• MAC地址长48位，由厂商识别码+厂商内识别码组成。是写在ROM中的、全球唯一的地址
  • 全球唯一的概念，是存在例外的。比如虚机的MAC地址就是自己设定的。只要在一个数据链路中没有重复即可

• 用于识别数据链路中互连的节点

  共享介质型网络

  是指由多个设备共享一个通信介质的一种网络，比如以太网和FDDI。通常采取半双工通信，并对介质进行访问控制：争用方式、令牌传递。

• 争用方式 Contention

  • 先到先得
  • 常用CSMA以及CSMA/CD的方式
• 令牌传递
  • 不会有冲突，但是利用率低

    非共享介质网络

    是指不共享介质，专用自己的介质的传输控制方式。通常采取全双工的方式通信。

通过交换机构建网络，使得计算机与交换机端口形成一对一的连接。还可以建立VLAN、进行流量控制等。

环路检测技术

为了避免数据在网络中不断地转发，导致网络负担不断加大，需要检测网络中是否存在环路。

• 生成树方式
  • 每个网桥相互交换BPDU包，然后决定哪些端口要被禁止以避免环路

• 源路由法

  • 记录这个数据帧是由哪个路由器发出来的，即使出现了环路，也不会重复转发

    VLAN 虚拟局域网

• 作用

  • 隔离广播域，将一个LAN划分成多个逻辑VLAN，每个VLAN构成一个广播域
  • 增强局域网的安全性，一个VLAN的用户不能直接和另一个VLAN的用户直接通信
  • 增强了网络的健壮性，故障被限制在了一个VLAN中
  • 灵活性，可以灵活地划分用户组，而不用被物理局限
• 与子网相比
  • VLAN是第二层的概念，子网是第三层的概念，所以子网内可以划分VLAN
• 问题
  • 灵活性同样也是其弊端，物理网络结构和逻辑结构的不一致可能导致管理的问题

    以太网

发展历史

• 在初期，
  • 共享介质型连接方式，多个终端共享一根同轴电缆
  • 所以采取半双工的形式，使用CSMA/CD的方式
• 现在
  • 通常采用中断与交换机之间独占电缆的方式通信
  • 随着ATM技术发展以及电缆的发展，开始淘汰之前的技术和设备

    无线通信

• 通常使用电磁波红外线、激光传播数据，不需要可见的电缆
• 我们所熟知的有无线通信有：WiFi、蓝牙等
• WiFi常用的带宽是2.4GHz和5GHz，2.4GHz的频率和微波炉的无线电波相近，所以微波炉会干扰这类WiFi的信号

  概念

冲突域和广播域

1 冲突域

• 这是OSI模型的第一层的概念，也就是说，第一层的设备，比如Hub或者Repeater，是无法划分冲突域的
• 顾名思义，冲突域就是会发生冲突的最小范围。在一个导线上（一个网段内），如果只能允许一台机器发送数据，这就是一个冲突域

• 这时候往往就适用于共享介质型网络的技术了

  2 广播域

• 这是OSI第二层的概念，通常第一层、第二层的设备是无法划分广播域的。可以想一下，一个路由器的端口才会对应一个IP地址

  数据链路层的进一步细分

  1 介质访问控制层 MAC

• 定义了数据包怎样在介质上进行传输，屏蔽了不同物理链路的差异

• 负责

  • 数据帧的封装和拆包
  • 帧的寻址和识别、发送和接收
  • 链路的管理和差错控制

    2 逻辑链路控制层 LLC

• 负责向上提供服务

  • 传输的可靠性和控制
  • 数据包的分段和重组
  • 数据包的顺序传输

    HDMI

    HDMI倒是一个很常见的东西，通常用于主机连接显示器。而书中提到，2009年发布的1.4版本开始，它可以传输以太网帧，也就是说，HDMI理论上是可以进行TCP/IP通信的……