局域网的数据链路层

关于计算机网络体系中的数据链路层已经介绍过了。可点击回顾。本文章介绍局域网中的数据链路层

局域网的特点和优点

• 网络为一个单位所拥有
• 局域网可使用多种传输媒体，如双绞线和光纤
• 局域网使用的是广播信道（一对多的通信），具有广播功能，可以从一个站点访问全网。局域网上的主机可共享连接在局域网上的各种硬件和软件资源
• 便于系统的扩展和逐渐演变，各设备的位置可灵活调整和改变
• 提高了系统的可靠性、可用性、生存性

局域网的分类

按网络拓补分类

• 星形网，使用集线器
• 环形网
• 总线网，各站直接连接在总线，并在两端匹配电阻避免在总线上产生有害的电磁波反射。总线网以传统的以太网最为出名，由于以太网在市场中占据了绝对优势，以太网几乎称为局域网的代名词。后面将讨论以太网技术。

局域网（以太网）的介绍

以太网的MAC层

为了使数据链路层能更好地适应多种局域网标准。IEEE就把局域网的数据链路层拆成两个子层，即逻辑链路控制层（LLC)和媒体接入控制层（MAC），而LLC子层与传输媒体无关，不管采用何种传输媒体和MAC子层的局域网对LLC子层来说都是透明的。由于以太网取得垄断地位，LLC层的作用已经消失了，因此现在很多厂商生产的适配器基本都没有LLC协议。
网络适配器（网卡）实现了以太网协议的相关标准。强烈建议学习到这里时，点击阅读一下网络适配器（网卡）。

MAC层的硬件地址

在局域网中，硬件地址又称为物理地址或MAC地址。网络中每台设备都有一个唯一的网络标识，这个地址叫MAC地址，由网络设备制造商生产时写在适配器上的ROM中。MAC地址则是48位的（6个字节），通常表示为12个16进制数，每2个16进制数之间用冒号隔开，如08：00：20：0A：8C：6D就是一个MAC地址。其前3字节表示机构（公司）唯一标识符，是IEEE的注册管理机构给不同厂家分配的代码，区分不同的厂家。后3字节由厂家自行分配。MAC地址最高字节（MSB）的低第二位（LSb）表示这个MAC地址是全局的还是本地的，即U/L（Universal/Local）位，如果为0，表示是全局地址。MAC地址最高字节（MSB）的低第一位(LSb），表示这个MAC地址是单播还是多播。0表示单播。

MAC帧的格式

其中第三个字段类型，表示上一层用的是什么协议，如IP协议。而MAC帧前的同步码是硬件实现需要。

使用总线方式的以太网

局域网（以太网）在共享信道上使用的是随机接入的方式，随机接入的特点就是所有用户可随机地发送消息，但如果恰巧有两个或更多的用户在同一时刻发送消息，那么在共享媒体上就要产生碰撞，使得这些用户的发送都失败，因此，必须要有解决碰撞的协议。
最早的以太网是将许多计算机连接在一根总线上。为了通信方便，以太网使用无连接的工作方式，即最大努力交付，允许丢失。丢失是否重传由更高层协议来决定。
总线的特点

• 1，当一台计算机发送数据时，总线上的所有计算机都能检测这个数据。这就是广播通信方式。
  但我们并不总是要在局域网上进行一对多的广播通信，介绍网络适配器时讲过，每个适配器都有一个唯一的硬件地址（MAC地址），为了在总线上实现一对一的通信，在发送数据帧时，在帧的首部写明接收站的MAC地址，现在的电子技术很容易做到，仅当接收到的数据帧中的目的地址与自身的网络适配器ROM中存放的MAC地址一致时，适配器才接收这个数据帧，否则丢弃。这样就实现了在总线上一对一的通信。
• 2，总线上只要由一台计算机在发送数据，总线的传输资源就会被占用。
  同一时间只能允许一台计算机发送数据。否则各计算机之间就会互相干扰，数据会被破坏。因此需要有一种协调机制来协调总线上各个计算机的工作。以太网使用的是CSMA/CD协议。
  
  显然，在使用CSMA/CD协议时，一个站不能同时进行发送和接收，因此只能进行双向交替通信（半双工通信），在物理层介绍过这种通信了。

使用集线器的星型拓扑的以太网

强烈建议学习关于集线器的介绍，请点击集线器HUB阅读。
总结：集线器工作在物理层，表现上仍然是总线网，仍然是使用CSMA/CD协议。

扩展的以太网

在物理层扩展以太网

在数据链路层扩展以太网

扩展以太网，更常用的方法是在数据链路层进行的。学习到这里先阅读一下交换机的特点和功能

从总线以太网到星形以太网

最后

以上就是自觉蜜蜂为你收集整理的局域网的数据链路层的全部内容，希望文章能够帮你解决局域网的数据链路层所遇到的程序开发问题。

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