华为HCIA-Datacom学习笔记——OSI数据链路层

本文详细解析了以太网的历史、通信协议(如OSI和TCP/IP)、局域网协议划分,重点讲解了MAC地址的结构、类型及其在网络通信中的作用,涵盖了单播、组播和广播环境。

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系列文章目录

第一章:网络的定义和网络的历史

第二章:数据交换传输形式

第三章:OSI物理层

第四章:OSI数据链路层



前言

本文是华为HCIA-Datacom网络工程师的个人学习笔记,本人能力有限内容仅供参考,欢迎各为大佬指正。

一、以太

以太(Ether)是古希腊哲学家亚里士多德所设想的一种物质。是物理学史上的一种假想的物质概念。在亚里士多德看来,物质除了水、火、气、土之外,还存在于天空上层的以太。随着近代物理的发展人们将以太定义为电磁波,电磁波描述网络的传输

1、以太网

用以太组成一个网的结构称为以太网。

二、网络通信协议

OSI
TCP/IP
IPX/SPX——novell(诺威尔软件公司)提出的网络通信协议
SNA——IBM(蓝色巨人公司)提出的网络通信协议
小结:各个通信协议都有相应的对标,只是相应的划分与命名有区别。

③、局域网下的协议划分

Ethernet 2(E2)IEEE 802.3(802.3)
1.D MAC:目的 MAC地址1.D MAC:目的 MAC地址
2.S MAC:源 MAC地址2.S MAC:源 MAC地址
3.TYPE:类型—标识网络层的协议length=长度–标识data数据的大小
/LLC=逻辑链路控制,目标服务接入点=SAP
/D SAP:我要去往的服务
/S SAP:发送时携带的自身服务
/control:控制器,迄今为止没有开发出来
/SNAP:子网络接入服务点-标识私有路由技术
/org code:标识出谁研发的type=PID:标识研发出来的是什么技术
4.FCS:帧校验序列-差错检测-CRC循环冗余校验4.FCS:帧校验序列-差错检测-CRC循环冗余校验
E2的帧格式802.3的帧格式

E2的单播数据传输过程:
1、由发送者填充源目MAC地址信息,以及TYPE字段表示上层协议,并且进行CRC校验。将校验的值填充至FCS字段中,向下让物理层进行转发。
2、接收端,收到数据后
3、
(1)首先检查目的MAC是否为自身,如果不是则丢弃,如果是进行下一步处理
(2)将数据同样进行一次CRC校验,然后比对自身FCS字段,如果不同则丢弃,如果相同则进一步处理;
(3)查看TYPE字段,交由type字段标识,交由上层协议处理

注意:E2承载开放协议,802.3既可以承载开放协议,也可以承载私有协议。

选择:如果面对,数据传输量很大,并且还需要压缩上层DATA数据长度时–优选E2
如果面对,数据流量,进行额外的私有协议传输—优选802.3
数据在经过数据链路层封装时,只能封装一种

三、以太网的MAC地址

1.mac地址

mac地址是物理网卡上的物理地址,烧录在网卡上。具有不可替换,全球唯一的特性(相当于人的身份证号码)。由IEEE定义。

IEEE=电气电子工程师学会–全球最大的专业技术组织—定义各类通信行业领域规则的。

划分步骤将48位进行划分
OUI——24位
24位——划分给华为(供应商)
由华为继续划分
12位——0代表交换机
12位——1代表路由器
物理地址. . . . . . . . . . . . . : 02-00-4C-4F-4F-50
16进制对映2进制的话—1比4的关系
1=0001
2=0010
3=0011


A(10)=1010
B(11)=1011
C(12)=1100
D(13)=1101
E(14)=1110
F(15)=1111

2.MAC类型

对于MAC地址来说,根据通信形式不同还存在不同MAC类型:
单播:物理网卡上所有的MAC地址都为单播地址数据通信,进行点到点的访问,就叫单播通信数据封装,源单播MAC,目的单播MAC,则为单播通信。

组播 :虚拟出来的MAC地址,IGMP协议生成的,将单播地址加入进来数据通信,点到多点进行访问,那么就叫组播通信数据封装,源单播MAC和目的组播MAC通信时,则为组播通信。

== 广播==:数据通信,点到所有进行访问,那么就加广播通信数据封装,源单播MAC和目的广播MAC通信时,则为广播通信。
区分形式:
单播MAC地址:从左向右,第8bit,为0,就为单播通信

组播MAC地址:从左向右,第8bit,为1,就为组播通信

广播MAC地址:从左向右,全部为1,就为广播通信

各个环境的总结

场景A-单播环境:

1、由发送者填充源目MAC地址信息,以及TYPE字段表示上层协议,并且进行CRC校验。将校验的值填充至FCS字段中,向下让物理层进行转发。
2、接收端,收到数据后
3、(1)首先检查目的MAC是否为自身,如果不是则丢弃,如果是进行下一步处理
(2)将数据同样进行一次CRC校验,然后比对自身FCS字段,如果不同则丢弃,如果相同则进一步处理;
(3)查看TYPE字段,交由type字段标识,交由上层协议处理。

场景B-组播环境

1、由发送者填充源目MAC地址信息,以及TYPE字段表示上层协议,并且进行CRC校验。将校验的值填充至FCS字段中,向下让物理层进行转发。
2、接收端,收到数据后
3、(1)首先检查目的MAC是否为自身,如果不是则丢弃,如果是则查看自身是否加入到组播组中,如果没加入丢弃,如果加入了进行下一步
(2)将数据同样进行一次CRC校验,然后比对自身FCS字段,如果不同则丢弃,如果相同则进一步处理;
(3)查看TYPE字段,交由type字段标识,交由上层协议处理。

场景C-广播环境

1、由发送者填充源目MAC地址信息,以及TYPE字段表示上层协议,并且进行CRC校验。将校验的值填充至FCS字段中,向下让物理层进行转发。
2、接收端,收到数据后
3、(1)首先检查目的MAC是否为自身,如果是广播,如果是进行下一步处理
(2)将数据同样进行一次CRC校验,然后比对自身FCS字段,如果不同则丢弃,如果相同则进一步处理;
(3)查看TYPE字段,交由type字段标识,交由上层协议处理。

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