数据链路相关技术

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MAC地址是用来识别数据链路中相互连接的节点。大多数设备都是根据IEEE802.3规范使用MAC地址。

MAC地址长48位,也就是6字节。他的结构如下所示:

第1位:单播地址(0),多播地址(1)

第2位:全局地址(0),本地地址(1)

第3-24位:有IEEE管理的厂商识别码,每个厂商都有自己唯一的识别码。

第25-48位:厂商管理的产品识别码,每个网卡都有自己唯一的识别码。

IEEE802.3在指定MAC地址规范的时候没有限制数据链路的类型,所以,无论那种数据链路网络,都不允许有相同的MAC地址出现。

从通信介质的使用方法上来看,网络可以分为共享介质和非共享介质两种。

  • 共享介质是多个设备共享一个通信介质。早期的以太网和FDDI就是共享介质网络。在这种情况下设备之间的通信基本是采用半双工的模式,并且需要对介质进行访问控制。

对介质进行访问控制的方式一般有两种:争用方式和令牌传递方式。

争用方式:网络中的各个节点先到先得占用通信介质,但是如果多个站点同时发送帧(数据链路层处理的数据就是帧),这会导致网络拥塞。

令牌传递方式:就是沿着令牌环发送一种叫做“令牌”的特殊报文,只有获得令牌的节点才能发送数据。这样就避免了冲突,但是这种方式的缺点是数据链路的利用率较低。现在衍生出了很多的令牌传递技术。

  • 非共享介质网络是网路中的每一个节点直接与交换机相连,由交换机发送数据帧。这种情形下就可以实现全双工的通信模式。它能更高效的实现网路通信。

在共享介质通信中,当网络中主机数量增多的时候,网络性能会逐渐下降。在以太网中使用的一种设备叫做交换集线器(也叫作:以太网交换机)。以太网交换机就是有多个端口的网桥。它能根据数据链路层中每一个主机的MAC地址,决定从那个端口收发数据。

通过网桥连接网络时,容易出现环路。最坏的情形下,数据帧会被这个网络一直持续转发,而一旦数据帧累积的越多就会导致网络瘫痪。为了解决这个问题,具体有生成树和源路由两种方式。

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