计算机网络(数据链路层CSMA/CD协议)

前段时间在B站上面看方方老师讲计算机网络的内容,但是这些内容都太新了,以前从来都没有接触过,我还没有一个大概的轮廓去往里面塞东西,所以我觉得也有必要把每天讲的内容复盘一下,整理一下,便于翻阅和复习.

一.以太网的广播发送方式:

一般在局域网内,采用的是无连接的的工作方式,不建立连接就直接发送数据,对发送的数据帧不进行编码,也不要求接收到的终端发回确认的信息.这样做得原因是因为一般局域网内信道质量很好,因此而产生的差错也比较小.

1.CSMA/CD协议的全称是什么?

载波监听多点接入/碰撞检测协议,这个协议的要义在于,未发先听,边发边听,冲突就停,等会再发

2.这个协议用于什么地方?

这个协议用于用广播信道的数据链路层

3.它的工作方式是什么?

因为在用广播信道传播数据,连接在总线上的所有地址都能接收到,如果同时有多个地址在那里发消息,就会相互干扰,造成信号的失真,从而无法识别.因此需要引进一种冲突检测机制,当检测到别人在说话的时候我就不说话了.

4.以太网MAC帧的组成

目的地址:是指这个帧要发往端口的MAC地址

源地址:是指发送这个帧的端口的MAC地址

802.1Qtag:这是一个虚拟以太网的地址,同一个虚拟以太网的主机才能进行通信

长度/类型:记录了这个帧里面数据的长度以及类型

FCS:循环冗余校验码,为了使目的端口快速验证帧的完整性,丢掉废帧;

二.以太网的扩展

1.物理层的扩展

总线-->集线器

将总线用集线器代替,将一条总线上连接很多终端的模式变成星型的拓扑结构.

优点是:将以太网的规模变大了

缺点是:以太网的冲突域也变大了,处理冲突的时间相应变长,所有的终端机器共用一条线路,数据吞吐量并且有提升.

2.数据链路层的扩展!!

. 集线器-->以太网交换机

工作方式:就是把以太网交换机变成了集线器,当某一台机器向其他的机器发送了信号,它不会以广播的方式发送,而是会检测MAC地址,看看这个信息是发送到那个地址的机器上面,然后将交换机和终端的通信方式变成全双工通信方式,这样的话就从根本上解决了物理层上的冲突.因为MAC地址的检测需要到数据链路层进行处理,所以这个问题最终还是数据链路层解决的.

优点:从根本上上解决了多个终端同时发送数据的时候物理层冲突的问题,将数据的吞吐量增大至N*连接终端的个数,因为每一个终端相当于独享总线的数据传输能力,大大提高了传输数据的性能.

. 交换机的自学习功能

交换机里面都有一个交换表,当有数据从A主机进入1接口,交换表就会记录A主机连接在1接口,以此类推,当交换表记录满的时候,当交换机收到某个主机的数据时,就知道从哪个接口发给目的主机了.但是这个交换表是有有效时间的,是为了避免无效的数据长期占用交换表,当主机换接口的时候,交换表又能重新写上有效的数据.

广播风暴的产生与避免

如上图所示,按交换机的自学习的方法,可能是形成这样的循环,广播包每一次到达一个端口就会复制一次,然后越来越多,形成广播风暴,处理的方法是按某种方法组织各个主机,使之逻辑结构从环变成树,这样就避免了广播包在交换机里面兜圈子.具体的做法就是将主机组织成虚拟以太网,虚拟以太网并没有改变主机的物理结构,仅仅是改变了逻辑结构,为了识别同一个虚拟以太网里面的主机,在帧的头部加上一个标志,这个标志里面记录的是VLAN(虚拟以太网)地址,形成802.1Q帧.

我尽力了,用自己的语言组织了一下这部分的知识,可是仍然有很多没有说清楚的地方,我觉得目前还是应该赶一赶进度,看完整本书有一个大概的印象才是最关键的,写博客太耽误时间了.哈哈