沒想到突發(fā)奇想的開始寫博客，但是寫起來那么累,。,。。,。計算機網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)容太多了,，一個數(shù)據(jù)鏈路分了3次寫，這次應(yīng)該是數(shù)據(jù)鏈路層的最后一章了,。

我們先來回顧一下,，前兩個內(nèi)容講述的是PPP協(xié)議和CSMA/CD協(xié)議。廣播信道主要是用在局域網(wǎng),，現(xiàn)在的局域網(wǎng)絕大多數(shù)都是以太網(wǎng),，隨著計算機科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，咱們這個以太網(wǎng)越來越強大了,，速度越來越快,，穩(wěn)定性越來越好，反正就是各種好就對了,。

【基本以太網(wǎng)】

現(xiàn)在的以太網(wǎng),，基本都是 使用集線器的星形拓撲結(jié)構(gòu) 每個站點都用兩對雙絞線，還是看圖吧~~~~~~~（畫圖好麻煩,。,。。）

看到了沒？所有站點的數(shù)據(jù)都要發(fā)送到集線器上,，然后集線器統(tǒng)一發(fā)送給其他的所有站點（貌似上一篇說過了,？TAT）

基于這種結(jié)構(gòu)的，劃時代的,，里程碑式的以太網(wǎng)出現(xiàn)了,，它就是 【10BASE-T】 10代表10Mb/s的數(shù)據(jù)率，BASE表示連線上的信號是基帶信號,，T代表雙絞線,。這種以太網(wǎng)每個站點到集線器的距離不能超過100m，但是,，他依然使以太網(wǎng)中占據(jù)了不可動搖的地位,。

集線器有一些特點：

（1）由于集線器的以太網(wǎng)在邏輯上還是一個總線網(wǎng)（貌似上次也講過？）,，使用的依然是CSMA/CD協(xié)議,，所以，我們又把10BASE-T以太網(wǎng)叫做 【星型總線】或【盒中總線】

（2）從上面的圖我們可以看出,，集線器上有很多接口,，因此，集線器很想一個多接口的轉(zhuǎn)發(fā)器,。

（3）集線器工作在物理層,，僅僅只轉(zhuǎn)發(fā)bit。

再然后,，討論這個【信道利用率】的問題（這個地方我完全抄襲于某書……）{

我們假定：

總線上共有 N 個站,，每個站發(fā)送幀的概率都是 p。

爭用期長度為 2t,，即端到端傳播時延的兩倍,。檢測到碰撞后不發(fā)送干擾信號。

幀長為 L (bit),，數(shù)據(jù)發(fā)送速率為 C (b/s),，因而幀的發(fā)送時間為 L/C =T₀ (s)。

一個幀從開始發(fā)送,，經(jīng)碰撞后再重傳數(shù)次,，到發(fā)送成功且信道轉(zhuǎn)為空閑(這里考慮最極端的情況，發(fā)送站在傳輸媒體的一端,，即再經(jīng)過時間t使得信道上無信號在傳播)時為止,，共需平均時間為T_av

我們應(yīng)當(dāng)注意到，成功發(fā)送一個幀需要占用信道的時間是T₀ + t,，比這個幀的發(fā)送時間要多一個單程端到端時延t,。這是因為當(dāng)一個站發(fā)送完最后一個比特時，這個比特還要在以太網(wǎng)上傳播。如果這時有其他站發(fā)送數(shù)據(jù),，就必然產(chǎn)生碰撞,。因此，必須在T₀ +t以后才允許其他站發(fā)送數(shù)據(jù),。

要提高以太網(wǎng)的信道利用率,，就必須減小t與T₀之比。在以太網(wǎng)中定義了參數(shù)a,，它是以太網(wǎng)單程端到端時延t與幀的發(fā)送時間T₀之比：

a=t/T₀

當(dāng)a→0時,，表示只要一發(fā)生碰撞，就立即可以檢測出來（其實我這里沒看太懂啊,，按照我的理解,，就是 t 越小，或者T0越大,，發(fā)送碰撞以后受影響的部分就短）,，并立即停止發(fā)送，因而信道資源不會被浪費,。反之,，參數(shù)a越大，表明爭用期所占的比例增大,，這就使得信道利用率降低。因此,，以太網(wǎng)的參數(shù)a的值應(yīng)當(dāng)盡可能小些,。

從上式可看出，這就要求分子t的數(shù)值要小些,，分母T₀的數(shù)值要大些,。這就是說，當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸速率一定時,，以太網(wǎng)的連線的長度受到限制（否則t的數(shù)值會太大）,，同時以太網(wǎng)的幀長不能太短（否則T₀的值會太小）,。

現(xiàn)在考慮一種理想化的情況,。假定以太網(wǎng)上的各站發(fā)送數(shù)據(jù)都不會產(chǎn)生碰撞（這顯然已經(jīng)不是CSMA/CD而是需要使用一種特殊的調(diào)度方法），并且能夠非常有效地利用網(wǎng)絡(luò)的傳輸資源,，即總線一旦空閑就有某一個站立即發(fā)送數(shù)據(jù),。這樣，發(fā)送一幀占用線路的時間是T₀ +t,，而幀本身的發(fā)送時間是T₀,。于是我們可計算出極限信道利用率S_max為：

S_max=T0/(T0+t)=1/(1+a)

 該式指出了參數(shù)a遠小于1才能得到盡可能高的極限信道利用率。反之，若參數(shù)a遠大于1,，則極限信道利用率就遠小于1,，而這時實際的信道利用率就更小了。

100BASE-T以太網(wǎng)的新標(biāo)準(zhǔn)

100BASE-T以太網(wǎng)的新標(biāo)準(zhǔn)改動了原10Mb/s以太網(wǎng)的某些規(guī)定,。這里最主要的原因是要在數(shù)據(jù)發(fā)送速率提高時使參數(shù)a仍保持不變（或保持為較小的數(shù)值）,。

a=t/T₀=t/(L/C)=tC/L

可以看出，當(dāng)數(shù)據(jù)率C提高10倍時,，為了保持參數(shù)a不變,，可以將幀長L（bit）也增長到10倍，也可以將網(wǎng)絡(luò)電纜長度（因而使t）減小到原有數(shù)值的十分之一,。

在100Mb/s的以太網(wǎng)中采用的方法是保持最短幀長不變,，但把一個網(wǎng)段的最大電纜長度減少到100m。但最短幀長仍為64字節(jié),，即512比特,。因此100Mb/s以太網(wǎng)的爭用期是5.12us，幀間最小間隔現(xiàn)在是0.96us,，都是10Mb/s以太網(wǎng)的1/10,。

【MAC層】

MAC這個東西，前面已經(jīng)講過了,，現(xiàn)在我們再詳細說一次,，可見其重要性。

MAC地址就是物理地址,，又叫硬件地址,。固化在適配器（網(wǎng)卡）的ROM中，是48位的全球地址,，每一個網(wǎng)卡的MAC地址都是全球唯一的,。

MAC幀格式：

MAC幀看圖就一目了然了，2字節(jié)的類型 那個地方標(biāo)志的是上一層使用什么協(xié)議,，比如說0x0800代表上層使用的是IP數(shù)據(jù)報,。

數(shù)據(jù)那個地方，有一點要注意,，就是數(shù)據(jù)的長度范圍在46~1500字節(jié)之間,。

最后呢，就是前面多出來的8個字節(jié)了,，為什么會多8個字節(jié)呢?

當(dāng)一個站剛剛開始接收MAC幀的時候,，由于適配器時鐘尚未與到達的比特流同步，前面的幾位MAC幀就可能接收不到,。所以MAC幀多了8位（由硬件生成）,。這8位的前7位叫做前同步碼,，沒啥用，就是為了讓接收方調(diào)整時鐘頻率的,，8位的最后一位,，叫幀開始定界符，就說,，定義為10101011,，就說，當(dāng)遇到最后兩個11的時候,，就是在告訴接收方,，MAC幀馬上就來了，做好接收準(zhǔn)備,。

【擴展的以太網(wǎng)】

隨著科技的進步,，社會的發(fā)展…………之類的。人們覺得以太網(wǎng)范圍太小了,，不夠用啊,，然后我們就要把它覆蓋范圍擴展大。擴展分兩步：

（1）物理層擴展（2）數(shù)據(jù)鏈路層擴展

【物理層擴展】

前面說了,，10BASE-T的范圍一般只有100m,，如果我們有兩個集線器，咱用光纖把集線器連接起來會怎樣,？

所以,，物理擴展以太網(wǎng)，咱就可以把很多個星型以太網(wǎng)集合成一個更大的星型以太網(wǎng),。

（不會用visio,，大家將就看吧。,。。,。,。）這樣的布局增大了以太網(wǎng)的范圍。

【數(shù)據(jù)鏈路層擴展】

數(shù)據(jù)鏈路層拓展就簡單了,，就是用一個叫【網(wǎng)橋】的東西,。

懶得畫，網(wǎng)上找了個圖,。 網(wǎng)橋就是這樣的,，把每個以太網(wǎng)稱為一個【網(wǎng)段】，網(wǎng)橋就是用來連接各個網(wǎng)段的,。

網(wǎng)橋依靠轉(zhuǎn)發(fā)表來轉(zhuǎn)發(fā)幀,，轉(zhuǎn)發(fā)表是通過網(wǎng)橋的【自學(xué)習(xí)】得到的,。自學(xué)習(xí)就是每個經(jīng)過網(wǎng)橋發(fā)送的站都經(jīng)過記錄（記錄源地址和進入網(wǎng)橋的端口），然后……其實這個不難,，要了解自學(xué)習(xí)的,，請百度【自學(xué)習(xí)算法】。

網(wǎng)橋有幾個優(yōu)點：（1）過濾通信量,，增大吞吐量

（2）擴大了物理范圍

（3）提高了可靠性

（4）可互連不同物理層,，不同MAC子層和不同速率的以太網(wǎng)

當(dāng)然，網(wǎng)橋只適用于用戶數(shù)不多的以太網(wǎng),，如果用戶太多,，就容易形成【廣播風(fēng)暴】

第二種擴展方式是【交換機】

多接口的網(wǎng)橋——以太網(wǎng)交換機

交換機和集線器區(qū)別在哪？

集線器特點：這種局域網(wǎng)在邏輯上仍然是一個總線網(wǎng),，局域網(wǎng)上的各主機共享邏輯上的總線,，使用的還是CSMA/CD協(xié)議（別忘了CSMA/CD協(xié)議是半雙工方式工作的）。網(wǎng)絡(luò)中各主機必須競爭傳輸媒體的控制,，同一時刻至多只允許一個主機發(fā)送數(shù)據(jù)

交換機特點：交換機的每個接口都直接與一個主機或另一個集線器相連,，并且一般以全雙工方式工作。

用以太網(wǎng)交換機的話就可以把各種速率的以太網(wǎng)就都連到一起,。并且以太網(wǎng)交換機可以輕松的實現(xiàn)【虛擬局域網(wǎng)VLAN】

【虛擬局域網(wǎng)】是由一些局域網(wǎng)網(wǎng)段構(gòu)成的與物理位置無關(guān)的邏輯組,，這些網(wǎng)段都有某些共同的需求。實現(xiàn)虛擬局域網(wǎng)的方式就是在以太網(wǎng)幀格式中插入一個4字節(jié)的標(biāo)識符,。

【高速以太網(wǎng)】

關(guān)于高速以太網(wǎng),，速率達到100Mb/s的以太網(wǎng)就是高速以太網(wǎng)。現(xiàn)在又發(fā)展處了速度可達1Gb/s的吉比特以太網(wǎng),。

其他貌似也沒什么好說的了,。

最后提一下PPPOE吧，這個協(xié)議是把PPP協(xié)議中的PPP幀封裝到以太網(wǎng)中傳輸,。意思是在以太網(wǎng)上運行PPP,。

數(shù)據(jù)鏈路層就寫那么多吧，待我融會貫通IP層又來分享