互联网计算系列整理主要内容来自软院 2020 级学长 EagleBear2002 的博客，为博主本人阅读后提炼整理的内容。
内容不算全面，仅推荐大家复习时参考。
# 数据链路层概述
将比特流划分成帧
数据链路层提供：
网络介质访问：
跨媒体物理传输（transmission）：
第二层协议明确了：
在链路上交换的数据格式
链路上的两个节点的行为
在数据链路层，过程就是协议。
在两端校验，帧是否是正确的，或者是不正确的，如果正确交付第三层，否则进行相应的处理
# 局域网和数据链路
主要工作：
错误识别（Error notification）
网络拓扑（Network topology）
流控制（Flow control）
# 第二层提供的服务
三层：
没有确认（acknowledgement）的无连接（Connectionless）服务
带有确认的无连接服务
带有确认的连接服务
# 常见的局域网的介质访问控制方法
介质访问控制：Media Access Control MAC
以太网（Ethernet）：逻辑总线拓扑（信息流在线性总线上）和物理星形或扩展星形（连线为星形）
令牌环（Token Ring）：逻辑环拓扑（信息流在一个环中）和物理星形拓扑（以星形连接）
FDDI（光纤分布式数据接口）：逻辑环拓扑（信息流在一个环中）和物理双环拓扑（作为双环连接）, 光纤作为传输介质，曾经很常用，后来被以太网有线接入逐渐替代
# 介质访问控制方法
Access Methods for Media-Access Control
# Deterministic—taking turns 确定性轮流
- Token Ring and FDDI 令牌环网络和光纤分布式数据接口
# Non-deterministic (probabilistic)—first come, first served
非确定性（概率性）- 先到先得
- Ethernet/802.3 以太网
# 非确定性 MAC 协议 Non-Deterministic MAC Protocols
此 MAC 协议称为带冲突检测的载波侦听多路访问（CSMA/CD，Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection）
为了使用这种共享介质（shared-medium）技术，以太网允许网络设备为传输权进行仲裁（arbitrate）。
# 局域网数据传输（Transmitison）方式
单播 unicast：单个数据包发送到单个目标
多播 multicast：单个数据包发送到特定节点子集
广播 broadcast：发送到所有节点（广播的目的地址是 0x11111111）
# 以太网和 CSMA/CD
# 逻辑链路 LLC 和介质访问控制 MAC 子层
IEEE（一个组织） 将数据链路层分为两部分：
媒体访问控制（MAC）（转换为媒体）
逻辑链路控制（LLC）（过渡到网络层）
介质访问控制（Medium Access Control, MAC） 是计算机网络中 数据链路层 的一个子层，专门负责管理多个设备如何共享通信介质（如有线或无线网络中的传输信道）。
逻辑链路控制（LLC，Logical Link Control） 是 数据链路层（Data Link Layer） 的一部分，用于提供 数据链路层服务，并在不同类型的网络协议之间提供统一的接口。
IEEE 是一个组织，IEEE802 是一个标准系列，IEEE802.2 定义了 LLC 的标准，IEEE802.3 定义了以太网、MAC 和物理层，IEEE802.5 指令牌环网，IEEE802.11 为无线局域网标准
# 介质访问控制子层 Media Access Control Sublayer
以字节为单位进行帧结构描述
有 802.3 的规范和以太网的规范
MAC 介质访问控制子层的帧结构：
# Preamble 前同步码
前同步码告诉接收站一帧即将到来，前同步码不是 MAC 帧的内容。
使用曼彻斯特编码的方案。
# Dest. add. Source. add. 目标和源物理地址字段
源地址：始终是单播地址
目的地址：单播地址，组播地址或广播地址
MAC 地址：6 个字节为目的地址（Dest.add） 6 个字节为源地址（Source.add）
先是目的地址，再是源地址。
# Length 长度
指示在该字段后与 FCS 前的数据字节数
# Data 数据
数据字段包含您要发送的信息。
数据的长度为 46（18 + 46 = 64 字节）-1500 字节，帧的大小至少是 64 个字节，如果数据太短需要补充 0 才能生成 data，前引导码不算帧长度
# FCS 字段
FCS 字段（四个字节）包含 ** 循环冗余校验（cyclic redundancy check，CRC）** 值
# 逻辑链路控制子层 Logical Link Control Sublayer
略
# MAC 子层上的介质访问控制
MAC 地址为 48 位，始终表示为 12 个十六进制数字
前 6 个十六进制数字（从左到右）标识制造商（manufacturer）或销售商（供应商），并包括组织唯一标识符（OUI）
- 其余的 6 位十六进制数字包括接口序列号，由特定供应商管理。
# 以太网 802.3 广播
目标 MAC：全 1（0xFFFFFFFFFFFF）
广播会不必要地打断电台（stations），从而严重影响电台的性能
仅在以下情况下才应使用广播：
目的地的 MAC 地址未知
T 目的地是所有主机
非必要情况下我们不希望有很多广播，有可能会导致广播风暴
# 以太网操作
以太网是广播网络，也就是说，每个站都可以看到所有帧，而不管它们是否是目的地
通过 MAC 地址判断站点是否为目的地
# 无线局域网和 CSMA/CA
# 无线（Wireless）局域网 WLAN
# 无线局域网标准
| 协议名称 | 带宽 | 频率 | 描述 |
|---|---|---|---|
| 802.11 | 1-2 Mbps | ||
| 802.11b | 11 Mbps | 2.4 GHz | 使用与 802.11 不同的编码技术来实现，向后兼容 |
| 802.11a | 54 Mbps | 5 GHz | 使用正交频分复用（OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing）技术 |
| 802.11g | 可提供与 802.11a（54Mbps）相同的功能 | ||
| 具有 802.11b 的向后兼容性 | |||
| 802.11n | 108Mbps | 下一代的 WLAN | |
# 无线局域网的帧结构
WLAN 不使用标准的 802.3 帧（即最低 64 帧那个，上面讲的）
# 数据帧结构（802.11 无线网）
注意单位。
AP 是接入点
# CSMA/CA 避免冲突的载波侦听多路访问
CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) 避免冲突的载波侦听多路访问
CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) 带冲突检测的载波侦听多路访问
无线局域网不需要进行碰撞检测。
- 发送站点在发送数据前，以控制短帧刺激接收站点发送应答短帧，使接收站点周围的站点监听到该帧，从而在一定时间内避免数据发送
# Layer 2 Devices 第二层设备
# NICs 网卡
命名 - 提供唯一的 MAC 地址标识符
# 网桥（Bridges）
网桥将流量划分为多个部分，并根据 MAC 地址而不是协议对流量进行过滤。
网桥可以通过减少较大的冲突域来提高网络性能。
# 交换机（Switches）
执行两个基本操作：
切换数据帧：在输入介质（medium）上接收帧，然后将其传输到输出介质
维护交换操作：交换器建立和维护交换表并搜索循环。 路由器构建并维护路由表和交换表。（STB 协议避免回路）
局域网交换机可减少冲突域的大小（通过，VLAN 划分）
但是，连接到交换机的所有主机仍位于同一广播域中。
也就是说，通过 LAN 交换机连接的所有其他节点仍将看到来自一个节点的广播。
交换机不能划分广播域（端口 -> 所有端口转发）
可以划分冲突域的设备：网桥、交换机、路由器
# 路由器划分了冲突域
路由器可以创建最高级别的细分：
创建较小的碰撞域
创建较小的广播域：除非经过编程，否则路由器不会转发广播。
交换机划分了 4 个冲突域（四个端口），因为无法划分广播域所以只有 1 个广播域
