计算机网络——介质访问控制子层（二）

计算机网络——介质访问控制子层（二）

五、以太帧格式

很对人对以太网和IEEE802.3不加区分，但二者确有差别：帧格式。

5.1 IEEE802.3帧格式

帧结构各个字段含义

1. 前导码：7个字节，10101010…101010比特序列
2. 帧起始符：1字节，10101011
3. 目的地址源地址
   地址字段长度：48位（6字节）
   目的地址类型：单一结点地址、组播地址、广播地址。
   地址类型是物理地址，地址数约为7万亿个。前24位代表一个机构或者一个组织。由IEEE分配，保证世界上没有两个工作站具有的Mac地址是相同的。
   
   
4. 长度字段：帧的最小长度为64位，最大长度为1518字节，不包括前导码。
5. 数据字段：长度最小为46字节，如果小于46字节，需要补充。
6. 帧校验字段：采用32位的CRC校验。校验范围是目的/源地址、长度、LLC数据等字段。
7. 类型/长度字段：
   以太帧：type字段指明上层网络协议的类型。
   IEEE802.3帧：length字段指明了携带的数据长度。

如何区分代表的是类型还是长度

为什么有效帧长度>=64字节

六、二层交换的基本原理

6.1 概述

6.2 802.x到802.y

从802.x 到 802.y会存在以下问题

6.3 透明的网桥

工作原理

6.4 详细步骤

七、生成树协议

7.1 冗余交换拓扑带来的问题

• 广播风暴：广播帧在环路中不断的产生和循环。
  
• 多帧传送：帧可能会通过多条线路到达
  
• MAC地址库不稳定：在上面的循环中，可能会从同一个交换机的不同端口到达。这样会对交换机的逆向学习造成混乱。
  

7.2 生成树协议（STP）

为了维护一个无环路的网络拓扑

八、虚拟局域网

最初的LAN是一个楼层或几个楼层的工作站，更多考虑的是地理位置的问题。
现在更多考虑的是LAN属于的组织架构。

VLAN：一组逻辑上的设备或用户

VLAN的实现

• 基于MAC地址
• 基于三层协议
• 基于端口

最多的是基于端口的实现方式。

8.1 基于端口的VLAN

在交换机的内部，有一张VLAN成员表，他知道哪一个VLAN是属于哪一个VLAN的。

在发送帧的时候，灰色的站会将帧发送给所有灰色的站。

针对当一个VLAN的成员跨越不同交换机的情况，1998年颁布了IEEE802.1Q，他是一种帧标记方法（VLAN ID）。
干线起点打上标签，干线终点拆除标签。

	图解：

九、二层设备

9.1 NIC网卡

NIC运作

网卡分类

网卡选择

9.2 网桥

功能特点

9.3 交换机

9.3.1 功能特点

9.3.2 LAN交换机中地址表的维护

9.3.3 交换机的帧操作

9.3.4 处理帧的流程

9.3.5 交换机的作用

9.3.6 微分段

交换机通过微分段来创立无冲突域。
交换机内有一些虚拟的电路。当端口之间有交换时，这些电路会直接连接起来，让我们的帧交换变得很快。

9.4 交换模式

• 存储转发：把帧全部接收下来，计算校验和，检查没错误再转发。延迟大，出错率小。
• 直通交换： 当读到帧的目的地址接直接转发。延迟小，出错率大。
• 无分片交换：等到读到的字节到了64字节再转发，因为冲突碎片帧一般都小于64字节。

9.5 交换机和集线器的比较