详解数据链路层-数据链路层设备王道计算机网络笔记

Posted 2022-12-29

物理层扩展以太网

主机和集线器不能超过100m，超过100m会失真严重，无法恢复，扩展以太网的方法：

• 通过光纤调制器把电信号转化成光信号，然后通过管线解调器把光信号转化为电信号，然后传给集线器

• 使用主干集线器实现跨冲突域通信，扩展以太网范围 ![[附件/Pasted image 20221208164608.png|400]] 冲突域：物理层设备所连的设备同一时间只能有一个设备发送信息，如果有多个设备发送信息，就会出现冲突/碰撞 在主干集线器的情况下冲突会更多，导致通信效率更低

链路层扩展以太网

网桥

网桥根据MAC帧的目的地址对帧进行转发和过滤。当网桥收到一个帧时，并不向所有接口转发此帧，而是先检查此帧的目的MAC地址，然后再确定该帧转发到哪一个接口，或者是把它丢弃（即过滤）

网段：一般指一个计算机网络中使用同一物理层设备（传输介质、中继器、集线器等）能够直接通讯的那一部分

网桥优点：

1. 过滤通信量（分割冲突域），增大吞吐量
2. 扩大了物理的传输范围
3. 提高了可靠性
4. 可以互联不同物理层、不同MAC子层和不同速率的以太网

透明网桥

透明，指的是以太网上的站点并不知道所发送的帧将经过哪几个网桥，是一种即插即用设备——自学习

当网桥插上就会构造一个转发表，刚插上什么都没有，自学习就是在通信的过程中逐步填满转发表

例如 定义网桥左边的接口为1，右边的接口为2，左边的网桥叫网桥1，右边的网桥叫网桥2。刚插上的网桥转发表里什么都没有 A向C发送一个数据帧，网桥1会接收到来自A的数据帧，查询表中，未发现C的地址，因此进行转发，即将数据从接口1接收，接口2发送，并且在转发表中增加一行，A1即A在接口1的方向；在网桥1转发后，这个数据帧会被发送给C、D、网桥2，C会接收，D丢弃，网桥2，查询表中，未发现C的地址，因此进行转发，即将数据从接口1接收，接口2发送，并且在转发表中增加一行，A1即A在接口1的方向 C再向A发送一个数据帧，这个数据帧会被发送给网桥1、D、网桥2，网桥1查询表中，发现A的地址，且A在接口1，因此进行转发，即将数据从接口2接收，接口1发送；网桥2，查询表中，发现A的地址，且A在接口1，因此丢弃

源路由网桥

发送帧时，把详细的路由信息（路由最少/时间最短）放在帧的首部中 方法：源站以广播方式向欲通信的目的站发送一个发现帧

为了找到最佳的路由，源站以广播方式向目的站发送一个发现帧（DiscoveryFrame）作为探测之用。 源路由的生成过程是：在未知路径前，源站要先发送一个发现帧，途中的每个网桥都转发此帧，最终该发现帧可能从多个途径到达目的站，目的站也将一一发送应答帧，每个应答将通过原路径返回，途经的网桥把自已的标志记录在应答帧中。源站选择出一个最佳路由。以后，凡从这个源站向该目的站发送的帧的首部，都必须携带这一路由信息

以太网交换机

即多接口的网桥

以太网交换机可以独占传输媒体带宽

直通式交换机

只检查目的MAC地址就立刻转发 延迟小，可靠性低，无法支持具有不同速率的端口交换

存储转发式交换机

将帧放入高速缓存，并检查是否正确，正确则转发， 错误则丢弃 延迟大，可靠性高，可以支持具有不同速率的端口的交换

冲突域和广播域

冲突域：在同一个冲突域中的每一个节点都能收到所有被发送的帧。简单的说就是同一时间内只能有一台设备发送信息的范围 广播域：网络中能接收任一设备发出的广播帧的所有设备的集合。简单地说如果站点发出一个广播信号，所有能接收到这个信号的设备范围称为一个广播域