数据链路层 局域网的初步介绍

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局域网的拓扑结构

常见拓扑结构:星形网环形网树形网总线网

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局域网通常使用广播信道,需要解决介质访问控制问题。访问控制一般分为随机访问受控访问,CSMA/CD为随机访问


局域网的网络地位

局域网是互联网的终端网络,是用户能直接接触到的实际网络,具有极其重要的战略位置

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局域网的分层

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MAC地址

互联网内,依据IP地址作为主机的唯一标识;局域网内,依据MAC地址作为主机的唯一标识

局域网内,以MAC地址作为接收发送数据的地址,出了局域网到达互联网,就以IP地址作为接收发送数据的地址。两者层次是不同的,MAC地址工作在数据链路层,IP地址工作在网络层(数据链路层的上层)。

按照IEEE802.3标准,给每个主机分配唯一的MAC地址,MAC地址为48 bit,高24bit为厂商标识符,低24位由厂商自行分配,须保证每个网络接口具有全球唯一的MAC地址。MAC地址也可叫物理地址

对使用了MAC地址的数据帧,我们称之为MAC帧。现代网络,MAC帧基本等同于数据帧。

MAC地址存在于数据帧的首部
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冲突域和广播域

冲突域

在同一个冲突域中,每一个节点都能收到所有被发送的帧,且同一时间不能多个节点发送数据,否则冲突。

比如共享信道上,同一时刻只能允许一台主机发送数据,否则冲突;对总线上的数据,任何一台主机都能收到
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广播域

同一个广播域中,每一个节点都能收到被广播的帧,它是广播帧的传播范围。


网桥与交换机

网桥:有两个物理端口,用于连接两个局域网,原理后面讲

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交换机:有多个物理端口,用于连接多个主机,原理后面讲

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注1:其实交换机的一个物理端口也可以连到其他交换机上,同理网桥的一个物理端口也可以连接到一台主机上,理解了原理之后就感觉很自然了,上面只是为了获得初步的理解罢了。

注2:网桥与交换机都是工作在数据链路层的物理设备;中继器与集线器都是工作在物理层的物理设备

网桥

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举例说明:比如主机1向主机3发送数据,经过网桥时,网桥就不会将主机1的MAC帧发往网段B,因为目的地址在网段A;如果是主机1向主机5发送数据,此时网桥就会把数据传递到网段B,由于网段B为共享信道,信道上的数据对网段B的所有主机都是可见的,由此主机5收到数据

站表的来源,联系到广播帧,可以自行思考一下。

交换机

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交换机将单个网段上的主机数量直接限制为1,相当于每个MAC帧的收发都只经过一台主机,对数据帧的安全性大大提高,避免了很多窃听隐患(共享信道存在数据被窃听风险)。


局域网的互连

在物理层扩展局域网

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在数据链路层扩展局域网

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虚拟局域网

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