一、MAC子层基础
1、MAC子层有两个主要作用:一是用来寻址(MAC地址),也就是寻址目的节点;二是用来解决网络中多个用户争抢共享物理介质或者共享信道的现象。
2、两种信道类型:一是点对点信道,它要求两个节点之间没有任何中间设备,并且封装的是点对点类型的数据链路层协议;二是广播信道,它表现为一个信道被多条链路共享(共享信道,物理介质共享)的情况,一个节点发送的数据可以同时被多个节点收到,对应的链路就是“广播链路”,同时也要求封装广播型数据链路层协议,比如以太网协议、WLAN(无限局域网)协议。
3、TCP/IP协议体系结构中没有MAC子层。
4、同一网段的局域网内部的网络是不需要通过三层IP地址来寻址的,而是通过二层MAC地址来寻址的。
5、冲突域就是可能发生介质访问冲突的节点范围,其大小就是可能共享同一介质的节点数多少。
二、CSMA介质访问控制原理
1、CSMA(载波侦听多路访问)技术又称LBT(Listen Before Talk,先听后说),也就是先侦听要访问的介质,当发现介质忙时,不发送数据,等待一段时间再侦听,只有介质不忙时才发送数据。关于等待时间,采用的就是避让算法,有以下几种。
2、非—坚持算法,“非”是指站点不连续侦听总线介质是否空闲,隔一段时间侦听一次,这个时间是根据CSMA算法随机产生的。但有两个问题,一是每个站点发送数据的速度不一样,可能前一帧数据还在信道中传输,后一帧追上来了,导致冲突;二是非—坚持算法不能把信道刚变成空闲的点找出来,影响信道利用率的提高。
3、1—坚持算法中的“1”有两层含义:一是发现介质忙时一直不间断侦听;二是侦听到介质空闲时一定发送数据。这样的作法会导致两个问题:一是多个站点发送数据时,极易发生冲突;二是一直持续侦听,占用了大量网络和设备资源。
4、P—坚持算法是指持续侦听,侦听到介质空闲时发送数据的概率为P(P<1),目的就是为了避免与其他站点发生冲突。
三、CSMA/CD介质访问控制原理
1、CSMA/CD(载波侦听多路访问/冲突检测)的最大亮点是它在侦听到冲突发生时,立即停止数据帧的发送,节省时间和带宽;并且发送一个阻塞信号,使其他站点更容易检测到冲突的发生,不再发送数据帧。
2、冲突避让原理:每次检测到冲突时避让的时间是以时隙数为单位的随机时间,但不同次冲突选择的随机时间范围是不一样的,且是呈指数关系递增。
3、CSMA/CD的不足:当LAN中互连的每台计算机都有少量数据需要传输时,网络中每个站点对介质的共享都几乎是公平的;但是如果一个站点要发送大量数据时,就可能出现一个站点长时间控制整个LAN的情形。
四、局域网标准及以太网帧格式
此节概括了以太网帧格式、以太网LLC帧头部格式、以太网SNAP(SubNetwork Access Protocol,子网访问协议)头部格式和以太网帧格式。
五、标准、快速、千兆、万兆以太网规范及体系结构
这几节概述了10M、100M、1000M、10000M以太网规范以及物理层结构
六、IEEE802.1d协议
1、IEEE802.1d就是我们通常所说的STP(Spanning Tree Protocol,生成树协议),其设计目的就是要使交换网络中没有二层环路。
2、“广播风暴”的现象只存在于两点之间在冗余链路(也就是从一个节点到达另一个节点存在多条路径)的网络中。
3、STP是一个确保整个网络无环路拓扑结构的OSI二层协议。它允许冗余环路,以作备份,但不会生成二层环路。STP将节点之间的链路分为通信链路和备份链路,备份链路只用链路侦听,只有通信链路失效时,才使用备份链路通信。
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