数据链路层-理论

一、数据链路层的主要功能

　　1、提供了通讯工程中必须使用的物理【MAC地址】

　　2、负责数据链路的建立、维护与拆除

　　3、负责数据帧的封装、帧的传输、帧的同步

　　4、利用 FCS【Frame Check Sum】负责帧的差错检测恢复

　　5、流量控制：配合二层交换运行的Qos来实现流量的控制

 

　　Qos【Quality Of Service | 服务质量】

　　　　作用：分类、标记、流量调节、拥塞管理、拥塞避免

　　　　优先级8级，级别自上而下：

　　　　7：网络协议保留使用

　　　　6：网络协议保留使用

　　　　5：音频流量

　　　　4：振铃流量

　　　　3：视频流量

　　　　2：高优先级

　　　　1：中优先级

　　　　0：BE【Best Effort | 尽力而为】优先级

 

二、什么是以太网

　　1、以太网就是局域网【LAN --- Local Area Network | 本地区域网络】

　　2、以太网常见的拓扑连接形式

　　　　2.1、总线型

　　　　2.2、令牌型

　　　　2.3、星型

　　　　2.4、倒状树形结构

 

三、数据链路层能够解决的问题

　　1、在共享式的网络中，若多台主机同时想要发送数据，这条共享式的链路应该由谁使用？

　　　解决方案：CSMA/CD 【带冲突检测的载波侦听多路访问 / 退避-即冷却时间】

　　　工作原理：发送数据前先监听信道是否空闲，若空闲，则发送数据，边发送，边监听；若检测到冲突，则立即停止发送，退回，等待一个随机时间之后，再重新尝试建立连接并发送数据

　　

　　2、在网络中，如何区分每一台网络设备呢？

　　　解决方案：每台设备都拥有一个独立且全球唯一的 【MAC地址】

　　　MAC地址：物理地址

　　　　2.1、每一块网卡【真实网卡、虚拟网卡】都拥有一个独立的 MAC地址

　　　　2.2、MAC地址一共 48Bit【6Byte】，分为2段，前24bit 与后 24bit

　　　　　　【前 24bit】：表示是厂商编码

　　　　　　【后 24bit】：表示的就是自身 MAC地址的唯一标识

　　　　2.3、MAC地址的【第8位为0】时，则表示这是一块【单播地址网卡】；

　　　　　　【第8位为1】时，则标识这是一块【组播地址网卡】

　　

 　　

　　3、二层封装的 MAC 头部中的头部内容是什么？

　　　　答案：二层封装中的内容包含：6Byte【目的地址】、6Byte【源地址】、2Byte【类型/长度】【数据链路层与网络层之间的服务接入点】

　　　　二层规定，一个数据包最大不可超过1500Byte【1500Byte 包含的是用户发送的原始数据、各种头部封装，一共不可超过1500Byte，若超过，则需要被分片】，最小为46Byte

　　　　1、数据：应用层数据段【46-1500Byte】

　　　　2、类型/长度：数据链路层与网络层之间的服务接入点【2Byte】

　　　　3、目的地址、源地址：目标与源的MAC地址【6+6Byte】

　　　　4、前导码+帧起始定界符+帧校验序列：数据链路层 MAC地址【7+1+4Byte】？？？？

　　     

 

四、数据链路层的子层【子层由IEEE来规定的】

　　下图为MAC地址的头部；头部可分为2个子层：MAC、LLC

　 　

　　1、MAC 【Media Access Control | 介质访问控制子层】IEEE 802.3

　　　　1.1、负责将上层【网络层】递交下来的数据包封装成帧

　　　　1.2、提供了CSMA/CD的避免冲突算法

　　　　1.3、使用FCS来完成帧的差错检测恢复

　　　　1.4、根据目标 MAC地址寻址转发数据

　　2、LLC【逻辑链路控制子层】IEEE 802.2

　　　　2.1、负责数据链路的建立、维护与拆除

　　　　2.2、提供与上层【网络层】的接口，即 2Byte的【类型/长度】

　　　　2.3、在数据被分片后，为每一个分片添加序列号，保证接收方在重组时不会乱序

 

知识点：　　　　

　　1、ping 命令使用的是 ICMP协议，ICMP【Internet Control Message Protoal】　　

　　　　隶属于 IP 下的协议，不属于 TCP / UDP，没有特定端口号

　　2、IEEE【美国电气及电子工程师协会】业界公有组织