计算机网络——链路层-以太网

计算机网络系列博文——目录

以太网

• 流行的有线局域网技术；

以太网服务

• 无连接服务
• 不可靠服务，直接丢弃存在差错的帧

以太网设备

• 转发器 物理层设备，作用于每个比特。在输入端接收信号并在输出端再生信号，使得信号能传递更长距离；
• 集线器 物理层设备，作用于每个比特。将到达接口的每个bit放大后向所有其它接口传输出去；
• 交换机 链路层设备，作用于链路层帧。是链路层的存储转发交换机；

以太网帧结构

• 数据字段
  46~1500 byte
  最大传输单元(MTU)为1500byte；
  最小数据大小46byte，若不够需填充；
  为什么有最小限制？因为广播媒体上运行的协议要确保能在一个帧传输完前监听到来自链路另一侧的干扰信号；
• 目的地址
  6 byte
  目的网卡的MAC地址
• 源地址
  6 byte
  源网卡的MAC地址
• 类型字段
  2 byte
  指示所承载数据应当交付给何种网络层协议
• CRC
  4 byte
  循环冗余检测字段，做差错校验
• 前同步码
  8 byte
  固定：10(31)11，即31个10后接一个11，或者说，7字节的10101010后接1字节的10101011；
  唤醒接收适配器，同步收发双方的时钟，通知数据帧的到来

以太网技术

• 以太网包括一系列现已被IEEE工作组标准化了的技术族；
• 以太网是链路层也是物理层规范；

示例：

• 某以太网技术标准的缩写 10GBASE-T
• 10G表示该标准的速率为10G；
• BASE表示基带以太网，即该物理媒体仅承载以太网流量；
• T表示物理媒体为双绞铜线；

以太网技术演变

1. 二十世纪80年代，以太网使用总线拓扑，是广播局域网；
2. 20世纪90年代后期，以太网使用基于集线器的星形拓扑，是广播局域网；
3. 21世纪早期，以太网使用基于交换机的星形拓扑；

• 早期基于总线拓扑或星形拓扑的以太网使用广播信道，而后基于交换机的以太网可用使用点对点信道；
• 基于交换机的以太网中不会有碰撞，没必要使用MAC协议；