计算机网络-数据链路层（以太网（802.3局域网，10BASE-T以太网，适配器，MAC地址，以太网MAC帧格式））

1. 以太网（802.3局域网）

以太网(Ethernet)指的是由Xerox公司创建并由Xerox、Intel和DEC公司联合开发的基带总线局域网规范

是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准。以太网络使用CSMA/CD(载波监听多路访问及冲突检测）技术。

以太网标准：

• DIX Ethernet V2：第一个局域网产品（以太网)）规约。
• IEEE 802.3：IEEE 802委员会802.3工作组制定的第一个IEEE的以太网标准。

(两种标准的不同仅在帧格式有小改动)

以太网提供无连接，不可靠服务：（以太网只实现无差错接收（差错控制），不实现可靠传输）

无差错接受不等于可靠传输。
可靠传输是发送的数据和接受数据保证相同。（解决帧重复，失序，错误重传）
差错控制是接收方通过差错控制判断出错后，直接将帧丢弃。它不是可靠传输

无连接：发送方和接收方之间无握手过程。

不可靠：不对发送方的数据帧编号，接收方不向发送方进行确认，差错帧直接丢弃，差错纠正由高层负责（传输层）。
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以太网拓扑：逻辑上总线型，物理上星型。（中心节点是集线器）

使用集线器的以太网在逻辑上仍是一个总线网，各站共享逻辑上的总线
使用的还是CSMA/CD协议。
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10BASE-T以太网

10BASE-T是传送基带信号的双绞线以太网，T表示采用双绞线.

现10BASE-T采用的是无屏蔽双绞线(UTP），传输速率是10Mb/s。

物理上采用星型拓扑，逻辑上总线型，每段双绞线最长为100m。

采用曼切斯特编码，CSMA/CD介质访问控制，存在数据帧碰撞问题（截断二进制指数规避算法）

适配器（网卡），MAC地址

计算机与外界有局域网的连接是通过通信适配器的（网络接口板，网络接口卡NIC，网卡）。

适配器上装有处理器和存储器(包括RAM和ROM)
ROM上装有MAC地址。（在局域网中，硬件地址又称为物理地址，或MAC地址。）

MAC地址：每个适配器有一个全球唯一的48位二进制地址，前24位代表厂家（由IEEE规定），后24位厂家自己指定。常用6个十六进制数表示，如02-60-8c-e4-b1-21。

以太网的MAC帧格式

最常用的MAC帧是以太网V2的格式。

物理层的前导码为了让发送方和接受放进行位同步。

传输层的数据进入MAC层进行封装成帧，加头加尾（头：目的地址，源地址，类型；尾：FCS（CRC帧检验序列））

• 目的地址：数据帧接受放地址
  • 专有mac地址：发送给固定的主机
  • 广播地址：全F，发送给局域网所有主机
• 源地址：数据帧发送方的地址
• 类型：指明网络层使用的协议，方便接收方解包分用
• 数据部分：
  • 最长1500：最大传输单元MTU，由硬件网卡设置MTU，是一个硬性限制
  • 最小46字节：根据CSMA/CD的最小帧长为64B，减去18字节（帧头+帧尾长度）

与IEEE 802.3的区别

1. 第三个字段是长度/类型
2. 当长度/类型字段值小于0x0600时，数据字段必须装入LLC子层。

高速以太网

速率≥100Mb/s的以太网称为高速以太网。

1. 100BASE-T以太网：在双绞线上传送100Mb/s基带信号的星型拓扑以太网，仍使用IEEE802.3的CSMA/CD协议。

   支持全双工和半双工，可在全双工方式下工作而无冲突。（中心节点是交换机而不是集线器，在全双工的情况下，不需要使用CSMA/CD协议）

2. 吉比特以太网：在光纤或双绞线上传送1Gb/s信号。

   支持全双工和半双工，可在全双工方式下工作而无冲突。

3. 10吉比特：以太网在光纤上传送10Gb/s信号。（只支持全双工，无争用问题。）