【计算机网络】数据链路层 : 以太网 ( 无连接、不可靠服务 | 以太网发展 | 10BASE-T 以太网 | MAC 地址 | 以太网 MAC 帧 | 高速以太网 )

简介: 【计算机网络】数据链路层 : 以太网 ( 无连接、不可靠服务 | 以太网发展 | 10BASE-T 以太网 | MAC 地址 | 以太网 MAC 帧 | 高速以太网 )

文章目录

一、 以太网 ( Ethernet ) 概述

二、 以太网 ( Ethernet ) 服务

三、 以太网 ( Ethernet ) 发展

四、 10BASE-T 以太网

五、 适配器 与 MAC 地址

六、 以太网 MAC 帧

七、高速以太网





一、 以太网 ( Ethernet ) 概述


以太网 ( Ethernet ) 概述 :


① 开发者 : 由 Xerox 公司创建 , 由 Xerox , Intel , DEC 联合开发的 “基带总线局域网规范” ;


② 标准 : 是 局域网 采用的 最通用的 通信协议标准 ;


③ 介质访问控制 方式 : CSMA / CD 协议 , Carrier Sense Multiple Access With Collision Detection , 载波监听多点接入 / 碰撞检测 协议 ;




以太网 ( Ethernet ) 优势 :


① 造价低 : 100 元以下 ;


② 应用广泛 : 是当前应用最广泛的 局域网 技术 ;


③ 组网简单 : 比 令牌环网 , ATM 网 , 组网简单 , 成本低 ;


④ 速率高 : 10Mbps ~ 10Gbps ;




以太网 ( Ethernet ) 标准 :


DIX Ethernet V2 : 第一个局域网 产品 的规约 ;

IEEE 802.3 : 第一个 IEEE 以太网标准 ;





二、 以太网 ( Ethernet ) 服务


以太网 ( Ethernet ) 服务 :


① 无连接 : 发送方 接收方 之间 , 没有握手过程 ;


② 不可靠传输 : 数据帧没有编号 , 接收方不返回确认帧 , 差错帧直接丢弃 , 由高层纠错 ;



以太网 实现 无连接 , 无差错接收 , 不可靠传输 ;






三、 以太网 ( Ethernet ) 发展


传输介质发展 : 粗同轴电缆 -> 细同轴电缆 -> 双绞线 + 集线器



物理拓扑 发展 : 总线型 -> 星型



以太网 拓扑结构 :


逻辑拓扑 : 总线型拓扑 , 逻辑上是总线型网络 , 各站点共享逻辑总线 , 介质访问控制 使用 CSMA/CD 协议 ;

物理拓扑 : 星型拓扑

物理拓扑发展成了星型 , 逻辑拓扑保持原样 ;






四、 10BASE-T 以太网


10BASE-T 以太网 参数 :


① 传输信号 : 基带信号 ;


② 传输介质 : T 表示 双绞线 , 当前采用的是 无屏蔽双绞线 ( UTP ) ;


③ 传输速率 : 10 1010 Mbps ;


④ 拓扑结构 : 物理 星型拓扑 , 逻辑 总线型拓扑 ;


⑤ 链路长度 : 每段双绞线长度最长 100 100100 米 ;


⑥ 编码方式 : 曼彻斯特编码 ;


⑦ 介质访问控制方式 : CSMA / CD 协议 , Carrier Sense Multiple Access With Collision Detection , 载波监听多点接入 / 碰撞检测 协议 ;






五、 适配器 与 MAC 地址


适配器 与 MAC 地址 :


① 通信适配器 : 主机 与 局域网 连接的接口 , 又称为网卡 , 现在不使用单独的网卡 ;


② 适配器组成 : 适配器 上有 处理器 和 存储器 , 存储器包括 RAM 和 ROM ;


③ MAC 地址 存储 : ROM 上存储有计算机的 MAC 地址 ; 该 MAC 地址又称为 硬件地址 , 物理地址 ;


④ MAC 地址 组成 : 48 4848 位 二进制地址 , 前 24 2424 位 代表厂家 , 后 24 2424 位 由厂家自己指定 ; 48 4848 位刚好是 6 66 字节 , 可以使用 6 66 个十六进制数字表示 ;






六、 以太网 MAC 帧


以太网 V2 22 格式 MAC 帧 :

image.png



① 帧头 : 6 66 字节目的地址 + 6 66 字节原地址 + 2 22 字节类型标识 ; 类型指的是 网络层 协议类型 ;


② 数据部分 : 上层传下来的 IP 数据报 , 长度 46 4646 ~ 1500 15001500 字节 ;


最小长度来源 : 以太网最小帧长 64 6464 字节 , 除去 帧头 14 字节 , 帧尾 4 44 字节 , 数据部分 还剩下 46 4646 字节 ;

最大长度来源 : 以太网最大 MTU 是 1500 字节 ;

③ 帧尾 : 4 44 字节 , CRC 循环冗余校验的 FCS 帧序列 ;


④ 前导码 : 物理层 传输时 , 为了进行帧同步 , 在 以太网 MAC 帧前 , 加入 1 11 字节的前导码 ;


⑤ 帧间隔 : 帧与帧之间有一定的空白间隙 , 如果一段信号没有电压变化 , 说明这是帧间隔 ;






七、高速以太网


高速以太网 : 速率大于 100Mbps 的网络 ;


① 100BASE-T 以太网 :


速率 : 100Mbps

传输介质 : 双绞线

拓扑结构 : 物理 星型 , 逻辑 总线型

介质访问控制方式 : IEEE 802.3 的 CSMA / CD 协议

信道工作方式 : 半双工 , 全双工

② 吉比特以太网 :


速率 : 1 Gbps

传输介质 : 双绞线 或 光纤

信道工作方式 : 半双工 , 全双工

③ 10吉比特以太网 :


速率 : 10 Gbps

传输介质 : 光纤

信道工作方式 : 全双工


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