可编辑ppt
5
第二节 数据链路层的组成
目录
上一页 下一页 退出
物理层设备没有校验信息的功能，用于接收和校验直接来
自物理层的信息的任何设备都包含数据链路层的功能。由数据 链路层设备校验的信息是称为“帧”的字节包。在以下的几个 小节中，我们将分析帧、网络接口卡、交换机和网桥。在介绍 这些设备的过程中，读者能够掌握数据链路层的组成和各个组 成设备的工作模式。
目录 上一页 下一页 退出
第四章 数据链路层的维护
可编辑ppt
1
目录 上一页 下一页 退出
本章要点
数据链路层的功能 数据链路层的组成 以太帧的捕获与分析 数据链路层的故障判断与排除
可编辑ppt
2
目录 上一页
第一节 数据链路层的功能
下一页 退出
➢数据链路层完成了网络上的差错控制与流量控制等很多的功能。 事实上，如果用户的数据只在一个“广播域”内传递，用户只需 用数据链路层和物理层就可构建一个可用的网络。
帧头
数据
帧尾
图4-3 带有帧头和帧尾的帧结构
由于帧是数据链路层进行信息操作的单元，因而读者需要了
解“帧”格式化的各种方式，这样才能在查找问题时有所目标。 我们首先介绍最常见的“以太帧”的4种格式，以太帧长度范围为 最小的64字节到最大的1518字节（ 64B≤ƒ(L)≤1518B ）。比这个范 围还短或还长（即不在这个长度范围）的帧是无效帧。因而，如 果在需要发送小于64个字节的情况下，数据域会填充进一些特定 的字符，通常为0，以达到64个字节的要求。
可编辑ppt
9
4.2.3 数据链路层上接收和转发帧的设备—交换机
目录 上一页 下一页 退出
交换机用于接收和转发帧，并且基于物理地址决定是过滤
掉还是发送帧。因为一个交换机在功能上相当于多端口网桥， 又由于交换机比网桥更普遍，因而本书只讨论交换机。需要记 住，涉及到交换机的大部分章节的内容同样适用于网桥。
可编辑ppt
7
.4 2.2 数据链路层中封装帧的设备—NIC网卡
目录 上一页 下一页 退出
NIC（网络接口卡）用于物理层和数据链路层。在数据链 路层，NIC包含设备的物理地址用于执行特定网络系统结构所 要求的数据格式化操作和介质接入操作的组件。作为操作系统 和NIC之间接口的设备驱动器也是数据链路层的一部分。
可编辑ppt
3
1.1 OSI模型中的数据链路层的功能
目录 上一页 下一页 退出
数据链路层位于OSI模Байду номын сангаас中的第二层 .
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
数据链路层的功能主要有： 1）链路连接的建立和分离。 2）帧定界和帧同步。 3）对“比特流”的差错检测与恢复。 4）帧的有序传输和基于帧的网络流量控制机制，
可编辑ppt
6
4.2.1 数据链路层的传输对象——“帧”
目录 上一页 下一页 退出
帧（Frame）是对数据的一种包装或封装，之后这些数据被
分割成一个一个比特后在物理层上传输。这种数据包被称为 “帧”有一个非常简单的理由：当网络层向下发送一个数据包 到数据链路层时，这个数据包被“帧”化，即在数据包的头部 和尾部加上一些字节作为帧头和帧尾。如图4-3所示。
计算机工业的发展进程表明，设备价格不断下降，运行速 度越来越快，一些更快速的网桥被生产出来，而且能够提供更 多的端口，价格也更便宜。计算机工业需要提供性能更好的， 更便宜的，速率更高的网桥进行重新命名，这就是以太网交换 机。其实在本书中所提到的交换机实际上都是网桥。
可编辑ppt
10
4.2.3 数据链路层上接收和转发帧的设备—交换机
以太网中的交换机能够完成各种各样的功能。它可以作为 网络的高速中枢，通过这个中枢，成百上千的业务数据通过， 大量的工作站和服务器相连。
可编辑ppt
MAC地址由两个字段组成:OUI(厂商唯一标识符)和ID序列号, 其中OUI为3比特或25比特,而序列号为24比特。OUI标识了NIC的 制造厂商,而MAC地址的序列号部分则唯一地标识了NIC网卡。这 两部分联合在一起就确保了在网络中不存在重复的MAC地址。 如果某家厂商想要生产以太网卡，他们就必须从IEEE组织购买 一个24比特的ID。
观念上,网络接口卡在网络中发挥着不显眼的作用。接口卡 和工作站连在一起,用户只需将接口卡插上,而不用过多地考虑接 口卡的用途和工作原理。这是大多数网络管理人员所采取的方 法,也是一种合理的方法。然而,要记住在选择和配置NIC的工作 模式,以便用户在挑选NIC的过程中有个明确的概念。
可编辑ppt
8
.4 2.2 数据链路层中封装帧的设备—NIC网卡
可编辑ppt
4
1.2 基于数据链路层通信的物理寻址功能
目录 上一页 下一页 退出
为了让数据从源计算机传输到目的计算机,两端的计算机上 都需要有物理地址。在以太网中,物理地址是一个48比特,以十六 进制表达表示的。该物理地址被嵌入NIC（网卡）的芯片中,一 般不能修改。这个地址被称为物理地址或MAC地址。虽然许多 NIC允许嵌入的MAC地址被软件任务所取代,但是这种做法并不 受推崇,因为这样可能导致MAC地址重复,从而在网络上造成灾 难性的后果。
目录 上一页 下一页 退出
1.网卡与网络类型的匹配
首先,用户必须保证NIC的类型和您所使用的网络类型相匹配。 2. 网卡驱动程序
驱动程序是连接操作系统和硬件设备的一套软件系统。 3. 网卡工作模式
NIC通常能够兼容的工作模式由如下几种: 10M bps半双工 10M bps全双工 100M bps半双工 100M bps全双工
目录 上一页 下一页 退出
1.交换机的功能
所有交换机的基本功能都是相同的：接收帧，寻找通向目 的的地址的端口，发送帧。交换机保存一个MAC地址表和端口数 对。当产换机刚启动时，地址表是空的。当工作站发出一个帧 时，交换机读出帧的源地址和目的地址，记下收到该帧的端口。
源地址和端口数用于建立交换表，存在CAM（按内容寻址的 存储器）中。如果交换机在地址表中已经保存了源MAC地址， 则它只对计时器作简单地更新。计时器记录在源端机发送出帧 以后，该源地址在地址表中所存储的时间。该帧的目的地址和 表中的地址进行核对，然后从选定的相应端口输出。