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数据链路层、MAC地址与网络技术分类
数据链路层
数据链路层主要包括介质访问控制层和逻辑链路控制层。介质访问控制层根据不同数据链路(如以太网或FDDI)的首部信息进行控制,而逻辑链路控制层则基于共有帧头信息进行管理。
MAC地址
MAC地址全称为媒体访问控制地址,用于识别数据链路中的互连节点。MAC地址长度为48比特,通常由网卡NIC烧录到ROM中。每个MAC地址均唯一,常用十六进制表示。
MAC地址结构
MAC地址由48比特组成,主要用于标识网络中的设备。其结构包括:
- OUI(组织唯一标识符):前24比特,由制造商唯一标识。
- I/G位:表示是否为全球唯一标识。
- 组织局域网标识符(OUI-LAN):后24比特。
共享介质型网络
共享介质型网络允许多个设备共享同一通信介质,采用同一载波信道进行发送和接收。主要特点包括:
- 采用半双工通信。
- 不需要介质访问控制。
- 包括以太网和FDDI等。
共享介质型网络分类
共享介质型网络主要采用两种访问控制方式:
争用方式:依赖载波监听多路访问(CSMA/CD),可能导致网络拥堵。 令牌传递方式:通过令牌环实现无冲突通信,每个站均有获得令牌的机会。 非共享介质网络
非共享介质网络采用专用传输控制方式,网络中每个站直连交换机,交换机负责转发数据帧。主要特点包括全双工通信和异步传输方式(如ATM和VLAN)。
交换机转发方式
交换机主要采用存储转发方式:
- 存储转发:接收完整帧后进行检查和转发,避免冲突或噪声损坏帧。
- 直通转发:仅需知道目标地址即可开始转发,延时较短。
环路检测技术
环路检测技术主要包括生成树和源路由法:
- 生成树:通过生成树协议(STP)选择一条环路,使数据仅在生成树中传输。
- 源路由法:记录数据的传输路径,网桥根据路径信息发送目标地址。
VLAN虚拟局域网
VLAN是一种逻辑网络技术,将设备和用户按功能或部门组织为一组,通信如同局域网。VLAN工作在OSI模型的数据链路和网络层,通过交换机或路由器实现通信。
VLAN优点
- 减少网络管理开销。
- 控制广播活动。
- 提高网络安全性。
以太网分类
以太网主要用于局域网通信,根据不同应用需求分为:
- 单段以太网:所有站直接连接。
- 多段以太网:通过交换机连接多个以太网。
以太网帧格式
以太网帧首部14字节,包括:
- 6字节目标MAC地址
- 6字节源MAC地址
- 2字节上层协议类型
无线通信分类
无线通信主要分为:
- 常用无线技术:802.11系列(如802.11n、802.11ac等)。
- 专用无线技术:如蓝牙、Wi-Fi直接访问(WPA、WPA2等)。
PPP点对点
PPP协议用于点对点通信,主要包括:
- LCP:链接控制协议,负责连接建立、参数配置。
- NCP:网络控制协议,负责IP地址配置和上层协议处理。
ATM异步传输方式
ATM面向数据链路,通信需预设线路,特点包括:
- 异步传输。
- 允许多个对端连接。
- 不限制发送时间。
- 每次传输固定48字节数据。
FDDI分布式光数据接口
FDDI采用双环结构,使用令牌访问方式,特点包括高带宽和低延迟。
综合业务数字网
综合业务数字网结合传统电话、数据和视频,提供全方位网络服务。
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