学习笔记——网络参考模型——TCP/IP模型（数据链路层）

二、TCP/IP模型-数据链路层

1、以太网协议介绍

不同的协议栈用于定义和管理不同网络的数据转发规则。

一种多路访问广播型数据链路层协议，是当前应用最为广泛的局域网组网技术。

如果用的是以太网协议，就会有MAC地址，其他协议不会有MAC地址。

(1)以太网协议

以太网是当今现有局域网(Local Area Network，LAN)采用的最通用的通信协议标准，该标准定义了在局域网中采用的电缆类型和信号处理方法。

以太网是建立在CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection，载波监听多路访问/冲突检测)机制上的广播型网络。

早期的以太网∶以太网是建立在CSMA/CD机制上的广播型网络。冲突的产生是限制以太网性能的重要因素，早期的以太网设备如集线器HUB是物理层设备，不能隔绝冲突扩散，限制了网络性能的提高。

交换机组网∶交换机做为一种能隔绝冲突的二层网络设备，极大的提高了以太网的性能，并替代HUB成为主流的以太网设备。但是交换机对网络中的广播数据流量不做任何限制，这也影响了网络的性能。

路由器分割广播域，交换机分割冲突域。

(2)发展史及标准

20世纪70年代，由Xerox公司联合Intel和DEC公司开发出以太网

1973年，传输速率3Mb/s(实验室)

1980年，传输速率10Mb/s

1990年，出现双绞线介质的以太网

1992年，传输速率100Mb/s

1998年，传输速率1000Mb/s

2010年，IEEE发布40G/100G标准

2013年，400G的以太网标准工作正式启动!

(3)以太网报文格式

MAC地址:表示的是一个物理设备，也称之为“物理地址”，不可以随意修改。

任何一个上网的节点，也必须拥有一个IP地址，该地址在一个网段内是唯一的。

IP地址:称之为一个上网设备的“逻辑地址”，是可以随意修改的。

IP地址相当于人的名字，MAC地址相当于人的家庭住址。

如果想要设备之间实现互通，则必须同是知道目标设备的IP址和MAC地址。

以太帧的格式有两个标准∶Ethernet_II格式和IEEE 802.3格式，因此协议规定以太网帧的数据格式

以太网技术所使用的帧称为以太网帧(Ethernet Frame)简称以太帧。

在以太网中，数据通信的基本单位是以太网帧(Frame)。

如图所示。

Ethernet Ⅱ以太帧∶

D.MAC∶6字节，目的MAC地址，6字节，该字段标识帧的接收者。

S.MAC∶6字节，源MAC地址，6字节，该字段标识帧的发送者。

Type∶2字节，协议类型。常见值∶(用于标识上层协议的类型)

0x0800: Internet Protocol Version 4 (IPv4);

0x0806: Address Resolution Protocol (ARP)。

FCS：帧校验序列。通过CRC算法循环冗余校验。数据发送前要进行计算

Length/Type>=1536(0x0600)      Ethernet_II 用于区分是802.3的帧还是E2的帧

(4)IEEE 802.3帧格式

IEEE802.3帧长度字段值小于等于1500(0x05DC)