图解TCP/IP 学习笔记（三） 数据链路
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3.1 数据链路的作用
数据链路层的协议定义了通过通信媒介互连的设备之间传输的规范。
3.2 数据链路相关技术
MAC地址
用于识别数据链路中互连的节点。
我们说任何一个网卡的MAC地址都是唯一的，实际上，只要不是同属于一个数据链路就没有问题。
MAC地址长48bit，使用NIC时，MAC会被烧到ROM里。
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传
共享介质型网络
多个设备共享一个通信介质。设备之间使用同一个载波信道进行发送和接收，基本上采用半双工通信，并有必要对介质进行访问控制。
1.争用方式
CSMA载波监听多路访问，是指争夺获取数据传输的权力。先到先得的方式占用信道发送数据。
改良后：CSMA/CD，每个站提前检查冲突。【半双工】
2.令牌传递方式
控制传输的一种方式，只有获得令牌的站才可以发送数据。数据链路利用率降低，但是不会发生冲突，网络拥堵也不会导致性能下降。
非共享介质网络
网络中的每个站直接连交换机，由交换机负责转发数据帧。多为全双工通信。这种更高效，但是交换机不能发发生故障。
全双工：收发数据时每个站都有各自专用的通信介质。实际表现为，交换机接口与计算机之间的双绞线。
根据MAC地址转发
交换集线器是一种将非介质共享型网络中所使用的交换机用在以太网中的技术，也叫以太网交换机。
是一个持有多个端口的网桥【端口：计算机设备的外部接口】。根据DL层中每个帧的目标MAC地址，决定从哪个网络接口发送数据，这时所参考、用以记录的发送接口的表时转发表Forwarding Table
MAC地址没有层次性，设备数量增多，转发表就会增大，检索时间变长。
交换机的转发方式：存储转发、直通转发
环路检测技术
解决环路问题：生成树，源路由
搭建合适的环路，分散网络流量，在发生某一处路由故障时选择绕行，可以提高容灾能力。
从交换机来看，交换机工作原理是存储转发。收到报文后，跟据MAC-ip对应关系转度发出去，如果交换机的表里没有存储的对应关系，就把报文通过问广播方式发送到所有链路。一个报文到达链路末答端没有找到地址的话版会被丢弃。如果形成环路，所有报文都会形成循环转发权，从而形成广播风暴堵塞交换机。
VLAN
不用实际修改网络布线，只用修改网络结构。
VLAN技术，即使连接了同一个交换集线器，也可以分成不同的网段。
3.3 以太网
现代连接形式
终端与交换机之间独占电缆的方式实现以太网通讯。
以太网帧格式
以太网帧的前端是前导码，前导码+FSD占8个字节
3.4 无线通信
种类
IEEE802.11
定义了无线LAN协议中物理层与DL层的一部分。
IEEE802.11a，物理层利用5GHz频段
IEEE802.11n，同步多条天线的MIMO技术
WIFI是高质量的无线LAN
3.5 PPP
point-to-point 点对点，一对一连接计算机。属于纯粹的数据链路层。
LCP NCP
PPP中的两个主要功能。LCO link control protocol 不依赖上层，负责建立和断开连接，设置MTU，设置验证协议，设置是否进行通信质量的监控。NCP network control protocol，依赖上层，上层是IP时也叫IPCP。IPCP负责IP地址设置，是否进行TCP/IP首部压缩。
通过PPP连接，通常需要进行用户名密码的验证，并且对通信两端进行双方向的验证。通过ISP接入互联网时，一般对ISP端不验证。验证协议：
1.PAP 两次握手进行验证，密码以明文方式传输；
2.CHAP 使用一次性密码OPT one time password
PPP的帧格式
标志码用来区分每个帧，两个标识码中间不允许出现连续6个以上的1
通过电脑拨号的适合，PPP已在软件中实现，增删0的操作，FCS的计算由CPU处理，PPP会给计算机带来大量负荷。
PPPoE PPP over Ethernet
单纯的以太网没有验证、建立/断开连接的功能，PPPoE可以利用PPP的功能使各家ISP可以有效地管理终端用户的使用。
3.6 其他数据链路
ATM Asynchronous Transfer Mode 异步传输
面向连接，通信传输之前要先设置线路，允许在任何时候发送任何数据
ATM拓展了TDM
3.7 公共网络
模拟电话线路
利用固定电话线路进行通信，电话线中的音频带宽用于拨号上网
调制解调器——“猫” 已淘汰
移动通信业务
手机、PHS服务
ADSL
非对称数字用户环路。利用话机到电信局交换机之间的这段线路，附加一个叫做分离器的装置，将音频信号和数字信号隔离以免产生噪声干扰
FTTH 光纤到户
通过ONU 光网络单元连接
v*n
虚拟专用网络 包括
1.IP-v*n
IP网络上使用MPLS技术，构建v*n。 MPLS，多协议标签交换。
2.广域以太网
作为数据链路层的以太网上利用VLAN实现v*n