网络-物理层，数据链路层

物理层

物理层定义了接口标准，线缆标准，传输速率，传输方式等

信道：单工信道，半双工信道，全双工信道

信号：模拟信号，数字信号

模拟信号：连续的信号，适合长距离传输，抗干扰能力差
数字信号：离散的信号，不适合长距离传输，抗干扰能力强

数据链路层

链路：从1个节点到相邻节点的一段物理线路，中间没有其他交换节点

数据链路：在一条链路上传输数据时，需要有对应的通信协议来控制数据的传输

不同类型的数据链路，所用的通信协议可能是不同的
广播信道：CSMA/CD协议（比如同轴电缆，集线器等组成的网络）
点对点信道：PPP协议（比如两个路由器之前的信道）

数据链路层的3个基本问题
封装成帧、透明传输、差错校验

封装成帧

封装成帧

帧（Frame）的数据部分 就是网络层传递下来的数据包（IP数据包，Packet）
最大传输单元MTU（Maximum Transfer Unit） 每一种数据链路层协议都规定了所能够传送的帧的数据长度上限 以太网的MTU为1500个字节

透明传输

透明传输

透明传输2

使用SOH（Start Of Header）作为帧开始符
使用EOT（End Of Transmission）作为帧结束符
数据部分一旦出现了SOH、EOT，就需要进行转义

差错校验

差错校验

FCS是根据数据部分 + 首部计算得出的

CSMA/CD协议
CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detectio）
载波侦听多路访问/冲突检测

使用了CSMA/CD的网络可以称为是以太网（Ethernet），它传输的是以太网帧 
以太网帧的格式有：Ethernet V2标准、IEEE的802.3标准 使用最多的是：Ethernet V2标准

为了能够检测正在发送的帧是否产生了冲突，以太网的帧至少要64字节

用交换机组建的网络，已经支持全双工通信，不需要再使用CSMA/CD，但它传输的帧依然是以太网帧 所以，用交换机组建的网络，依然可以叫做以太网

Ethernet V2帧的格式

Ethernet V2帧的格式

首部：目标MAC +源MAC + 网络类型 
以太网帧：首部 + 数据 + FCS
数据的长度至少是：64 – 6 – 6 – 2 – 4 = 46字节

Ethernet V2 标准

Ethernet V2标准

当数据部分的长度小于46字节时 
    数据链路层会在数据的后面加入一些字节填充 
    接收端会将添加的字节去掉
长度总结 
    以太网帧的数据长度：46~1500字节 
    以太网帧的长度：64~1518字节（目标MAC +源MAC + 网络类型 + 数据 + FCS）

网卡

网卡

网卡接收到一个帧，首先会进行差错校验，如果校验通过则接收，否则丢弃 
Wireshark抓到的帧没有FCS ，因为它抓到的是差错校验通过的帧（帧尾的FCS会被硬件去掉）
Wireshark抓不到差错校验失败的帧

PPP协议（Point to Point Protocol）

PPP协议

Address字段：图中的值是0xFF，形同虚设，点到点信道不需要源MAC、目标MAC地址 
Control字段：图中的值是0x03，目前没有什么作用 
Protocol字段：内部用到的协议类型 帧开始符、帧结束符：0x7E
PPP协议--字节填充
    将0x7E替换成0x7D5E 
    将0x7D替换成0x7D5D

PPP协议-字节填充