第4章数据链路层协议及局域网技术

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1、第4章数据链路层协议及局域网技术学习目标理解数据链路层的功能、实现及主要协议；了解以太网的产生、发展和分类；掌握以太网Mac地址的概念和以太网帧格式；了解局域网标准和介质访问控制方式；掌握局域网主要设备(屮继器、集线器、交换机)的工作原理。4.1数据链路层概述4.1.1数据链路层的功能数据链路层的主要功能是实现网络上两个相邻节点之间的无差错传输。它将物理层传输的原始比特流按照一定格式封转成帧，能够检测并校止物理层的传输差错，在相邻节点之间构成一条无差错的链路。数据在物理传输过程中可能发生错误，例如发送端发送了0100,而接收端收到了

2、0101,由于物理层不能识别所传输的比特流的含义，因此不可能识判断数据在传输过程中是否发生错误，更不能采取补救措施。而数据链路层将比特流按照一定的格式组织起來，使数据具有了一定的含义，因此可以实现差错控制、流量控制、物理地址寻址等功能。4.1数据链路层概述4.1.2数据链路层的实现一一帧为了实现差错控制、流量控制、物理地址寻址等一系列功能，数据链路层采用了被称为帧(frame)的协议数据包作为数据链路层的数据传送逻辑单元，即数据链路层将数据一帧一帧的传输，而不是像物理层那样按位传输。常见帧格式及各字段基本功能如下：(1)开始同步位：

3、用以指示帧或数据流的开始；(2)地址：地址字段给出节点的物理地址信息，物理地址可以是局域网网卡地址，也可以是广域网中的数据链路标识，地址字段用于设备或机器的物理寻址；(3)类型/长度：捉供有关帧的长度或类型的信息，也可以是其他一些控制信息;(4)数据：来自上层即网络层的数据；(5)校验码：提供校验码等差错检测有关的信息(参见木书2.5)；(6)结束同步位：用以指示帧或数据流的结束。4.1数据链路层概述4.1.3数据链路层协议(1)以太网协议使用最为广泛的数据链路层协议，使用CSMA/CD(载波监听多路访问及冲突检测)技术。包括标准以

4、太网(10Mbit/s)＞快速以太网(100Mbit/s)、千兆以太网(1000Mbit/s)和万兆以太网(10Gbit/s),其中标准以太网和快速以太网主耍传输介质为双绞线和同轴电缆，主要适用于局域网；千兆以太网和万兆以太网传输介质主要为光纤，既可以用于局域网也可以用于广域网。(2)PPP(Point-to-Point,点对点)协议一种点对点式的通讯协议，适用于点到点链路中两端设备的连接和通信。(3)HDLC(High-LevelDataLink,高级链路控制)协议HDLC是国际标准化组织ISO制定的一种数据链路层协议。(4)FR

5、(FrameRelay，帧中继)以光纤作为传输介质的一种主要用于广域网的数据链路层协议。(4)ATM(AsynchronausTransferMode,异步传输模式)以信元为基础的一种分组交换和复用技术。4.2.1以太网的产生、发展和分类以太网诞生后，凭借其低廉的价格、易组网性、灵活的组网方式以及较好的传输性能，逐渐在局域网中占据了统治性的市场份额。在IEEE8O2标准中，对以太网进行了定义和分类，主要的以太网种类有：(1)标准以太网(Ethernet)传输速率为10Mb/so具体子标准包括：4.2以太网协议4.2以太网协议4.2.

6、1以太网的产生、发展和分类(2)快速以太网(FastEthernet)传输速率为100Mb/So具体子标准包扌舌：4.2以太网协议4.2.1以太网的产生、发展和分类(3)千兆以太网(GigabitEthernet)传输速率为1000Mb/So具体子标准包括：4.2以太网协议4.2.1以太网的产生、发展和分类(4)万兆以太网(lOGigabitEthernet)传输速率为10000Mb/So万兆以太网不仅再度扩展了以太网的带宽和传输距离，更重要的是使得以太网从局域网领域向广域网领域渗透。力兆以太网的802.3ae标准在物理层只支持光纤

7、作为传输介质。4.2以太网协议4.2.2Mac地址(1)什么是Mac地址MAC(MediaAccessControl,介质访问控制)地址是以太网中的物理地址，是烧录在网卡等网络组件芯片里的硬件地址。MAC地址就如同我们身份证上的身份证号码，具冇全球唯一•性。世界上任何两块网卡的MAC地址都是不一样的。(2)Mac地址的长度Mac地址t度为48比特，一般用16进制表示。例如：110101000010100010100100100011101001100101001011(2进制)D428.A48E.994B或D4-28-A4-8E-9

8、9-4B(16进制)(3)Mac地址的组成MAC地址的48位分为两部分，其屮0・23位为组织标志符，代表网卡生产厂商，24・47位是由厂商自己分配。例如：Mac地址00-90-27-99-11-cc,其中前6个十六进制(即2进制的0-