第三章 數據鏈路層 3.4使用廣播信道的以太網

集線器:集線器的英文稱爲“Hub”。“Hub”是“中心”的意思,集線器的主要功能是對接收到的信號進行再生整形放大,以擴大網絡的傳輸距離,同時把所有節點集中在以它爲中心的節點上。它工作於OSI(開放系統互聯參考模型)參考模型第一層,即“物理層”。集線器與網卡、網線等傳輸介質一樣,屬於局域網中的基礎設備,採用CSMA/CD(一種檢測協議)介質訪問控制機制
特點:
1.表面上看,使用集線器的局域網在物理上是一個星型網,但在邏輯上仍是一個總線網,各站共享邏輯上的總線,使用的還是CSMA/CD協議(更準確說,是與其相連的個主機採用CSMA/CD協議,)。
2.有多個接口(廢話。。。否則怎麼連城星型)
3.工作在物理層,僅僅簡單地轉發比特,收到1發1,收到0發0,無碰撞檢測。
4.轉發比特前,會對其進行再生整形。         

以太網發展:粗同軸電纜->細同軸電纜->雙絞線,並增加集線器,採用星型拓撲。
1990年IEEE 制定出星型以太網10BASE-T的標準802.3i。10->10Mb/s的數據率,BASE->連接線上的信號是基帶信號,T->雙絞線。
正是由於10BASE-T雙絞線以太網的出現,是局域網發展史上的一個非常重要的里程碑,它爲以太網在局域網中的統治地位奠定了基礎。

RJ-45插頭:網線的插頭
雙絞線:網線裏面一對對的線
RJ-11插頭:電話線的插頭


以太網的MAC層
1.MAC層的硬件地址(硬件地址,物理地址,MAC地址)
這個地址會用在MAC幀中。
MAC地址其實在適配器的ROM中,如果電腦的適配器壞掉了,換了一個新的適配器,那麼這臺電腦的MAC地址自然就改變了。否則的話,是不會變的。
MAC地址共有48位,相對於地址,其實它的意思更接近於主機的“名字”,之所以稱爲地址,就是因爲48位太長,不像一個名字而更像是地址。
共6字節,前三字節由IEEE的註冊管理機構RA分配給廠家(需購買),後三位廠家自行指派。
當路由器通過適配器連接到局域網時,適配器上的硬件地址,就用來標識路由器的某個接口。路由器同時連接到兩個網絡,就需要兩個適配器和兩個硬件地址。
適配器有過濾功能:從網絡上收到一個MAC幀就先用硬件檢查MAC幀中的目的地址。確定收下還是丟棄,而不浪費主機CPU和內存資源。

發往“本站”的幀分爲三種:
單播幀
廣播幀
多播幀
適配器還可以設置(通過編程)爲一種特殊的工作方式,混雜方式:工作在該方式的適配器只要聽到有幀在以太網上傳輸就都悄悄接收下來,而不管這些幀發送往哪裏。這樣做實際上是“竊聽”其他站點的通信而不中斷其他站點的通信。網絡上的黑客常利用這種方法非法獲取網上用戶的口令。因此,一個以太網上的用戶,並不願意這個網絡上,有工作在混雜方式的適配器。
但是這種方式同時可以幫助管理人員監視和分析網絡上的流量。有一種很有用的網絡工具叫做嗅探器(sniffer)就使用了設置爲混雜方式的網絡適配器。
2.MAC幀格式

已經說到現在用的以太網協議是DIX Ethernet V2標準,假定上圖中使用的網絡層協議爲IP協議
如圖所示MAC幀分爲5段
1.目的地址
2.源地址
3.類型:指的是網絡層協議類型
             0x8137:Novell IPX
             0x0800:IP
4.數據字段:最小長度規定爲46是因爲,CSMA/CD規定以太網上傳輸的幀最小長度爲64字節,MAC幀前三段加最後一段爲18個字節,故數據段爲46個字節
5.幀檢驗序列FCS(使用CRC檢驗)
幾點注意:
1.如何確定幀尾:以太網採用曼徹斯特編碼,發送方適配器發送完數據後,不再有電壓的變化,故易確定幀尾,再去掉四個字節的FCS即可
2.當數據小於46字節時,要在數據位填充,那麼上層如何知道填充了多少呢。若網絡層使用IP協議,則IP數據報的首部有長度字段,故可確定填充位數。
3.由圖所示,實際傳輸時,要在幀首再加八個字節:用於發送雙發實現位同步
4.爲了使剛剛收到的數據幀的站的接收緩存來得及處理,做好接收下一幀的準備,以太網還規定了幀間最小間隔爲9.6us,也就是說MAC幀之間要有間隔,故以太網不需要幀結束定界符

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