网络:数据链路层

  • 协议实际上是一种通信双方共同遵守的规范

    • 比如我需要把性别和年龄传递给另外一台主机,那么我可以定义一个"A 协议",协议规定数据的前 4 个字节表示性别,后四个字节表示年龄。这样对方主机接收时就知道前 4 个字节是性别,而不会错把它当成年龄来处理
  • 整个互联网世界能够运行,完全得益于各个软件、硬件厂商严格遵守现有的协议

    • 以 IP 协议为例,你可以随便修改它,然后自己弄出一个 IP2 协议,只不过没有人认可、遵守这个协议,所以它毫无用武之地。

物理层

  • 物理层的主要任务是将比特流电子信号进行转换
    • 在计算机的世界中,一切都由 0 和 1 组成。但是网络传输的介质(比如光纤,双绞线,电波等)中,比如在光线中,数据通过光的形式传递,0 和 1 以光的亮灭表示,其中的转换由物理层完成

数据链路层

  • 数据链路层定义了通过通信介质相互连接的设备之间,数据传输的规范

  • 在数据链路层中,数据不再以0、1序列的形式存在,它们被分割为一个一个的“帧”,然后再进行传输

以太网是一种数据链路
数据链路层中有两个重要的概念:MAC 地址和分组交换:

MAC地址
  • MAC 地址是被烧录到网卡 ROM 中的一串数字,长度为 48 比特,它在世界范围内唯一(不考虑虚拟机自定义 MAC 地址)。由于 MAC 地址的唯一性,它可以被用来区分不同的节点,一旦指定了 MAC 地址,就不可能出现不知道往哪个设备传输数据的情况
分组交换
  • 分组交换是指将较大的数据分割为若干个较小的数据,然后依次发送。
  • 使用分组交换的原因是不同的数据链路有各自的最大传输单元
    • 不同的数据链路就好比不同的运输渠道,一辆卡车(对应通信介质)的载重量为 5 吨。那么通过卡车运送 20 吨的货物就需要把这些货物分成四部分,每份重 5 吨。如果运输机的载重量是 30 吨,那么这些货物不需要分割,直接一架运输机就可以拉走。

交换机

  • 交换机是一种在数据链路层工作的网络设备,它有多个端口,可以连接不同的设备。交换机根据每个中的目标 MAC 地址决定向哪个端口发送数据,此时它需要参考“转发表”

  • 转发表是交换机自动学习得到的。当某个设备向交换机发送时,交换机将帧的源 MAC 地址接口对应起来,作为一条记录添加到转发表中

参考资料
数据链路层

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