互联网协议（2）——数据链路层

基本概念

数据链路层是OSI参考模型的第二层，对下与物理层合作完成数据连接，对上与网络层一同进行网络的逻辑连接控制。TCP/IP协议对于物理层数据链路层没有规定，因为TCP/IP以这两层是透明的为前提。数据链路层对物理层略微做了抽象：一些基本的概念，例如“段”，“帧”（frame），“拓扑”。

段

数据链路层的段是指一个被分割的网络，从不同的角度，它有不同的含义。例如两根网线连在同一个中继器上，从网络层来说，对它们是不关心的；但从物理层来说需要将它们看为一段。

帧

物理层处理和传输的是纯粹的二进制码流（Bits），而数据链路层的数据单元是帧（Frame），这个在OSI的PDU（Protocol Data Unit）中作了规定，如图：

PDU（protocol data unit):每一层使用自己层的协议和别的 系统的对应层相互通信，协议层的协议在对等层之间交换 的信息叫协议数据单元。

上三层 :  message 
transport layer : segment 
Network layer:    packet 
Data-link layer:  Frame 
Physical layer:   bit

网络拓扑

多个主机连接在一起组成的逻辑拓扑成为网络拓扑，网络拓扑有总线型，星型，树型，环型，网状型。

数据链路层概念

MAC地址

MAC： Media Access Control

MAC地址是用于表示网络适配器设备（Network Interface Card），俗称“网卡”的唯一标识。MAC地址有48bit，结构如下图：

共享介质网络和非共享介质网络

按照网络介质是否共享，分为共享介质网络和非共享介质网络。

共享介质网络就是在一条网络上连接有多台终端设备，终端与终端之间通过争用（CSMA/CD）或令牌实现线路分配；而非共享介质网络是通过交换机与多个终端相连，每一个终端和交换机连接的网络是专有的。

共享介质网络采用的是半双工通信方式：同时只能发送或接收信息的通信方式；非共享介质网络采用的是全双工通信方式：可以同时进行信息发送和接收。

交换机主要的工作是转发信息，转发信息就是根据信息帧中的MAC地址（和IP地址）决定信息流向，交换机中有一个转发表Forwarding Table来缓存已经建立了的转发关系，转发表通过比较和刷新保证信息转发信息的正确性。转发信息有两种方式：存储转发和直通转发。

存储转发：检查以太网数据帧尾的FCS之后再转发
直通转发：只需要的至目标地址即可开始转发

帧格式

以太网帧格式：

IEEE802.3帧格式：

前导码：表示以太帧的开始，对网卡能够确保与其同步的标志
SFD：Start Frame Delimiter 表示正式一台数据包的开始，值是10101011
FCS：Frame Check Sequence 用于校验数据是否正确传输
MAC：Media Access Control
LLC: Logic Link Control 和SNAP是新增的帧格式，里面包含了上层协议类型信息，详见：http://www.cnblogs.com/kaishan1990/p/4502604.html