数据链路层与以太网

以太网： Ethernet ，当今主导地位的局域网组网技术

在我们组网时所用到的二层技术都是以太网技术。 它并不是一个协议。

以太网的发展：

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• 20世纪70年代，由Xerox公司联合Intel和DEC公司开发出以太网
• 1973年，传输速率3Mb/s(实验室)
• 1980年，传输速率10Mb/s
• 1990年，出现双绞线介质的以太网1992年，传输速率10OMb/s
• 1998年，传输速率100OMb/s
• 2010年，IEEE发布40G/100G标准
• 2013年，400G的以太网标准工作正式启动!
• 目前的接入基本都是100Mb/s，甚至千兆。

我们接触的设备，交换机、光模块、网卡等等都是以太网设备

以太网的标准：

以太网（网络）标准图：

这些在当时开发以太网技术时，当时的标准的名字。

每个标准对应的速率不一样，其中千兆、万兆有两个标准，分别是用于双绞线（UTP）与光纤（Fiber）。而对应的接口名称都是ethernet，其中千兆的就是Gigabit Ethermet，缩写Gig E。

每种标准都会有距离限制，在超过该距离后，信号就会衰减，导致带宽降低。

光纤分为单模与多模，带S的就是单模，比如 SMF、SMP。多模的则是不带S带M，MMF。单模造价、成本、传输距离等方面都会比多模的好。高标准的光纤都是单模的，因为越高标准就越需要更高质量。

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数据链路层的分层设计：

以太网就是2层，数据链路层，在数据链路层中还有两个子层。，LLC自层，MAC自层。，C子层在上，与在网络层通信，MAC子层在下，负责与物理层通信。

子层	备注
LLC	Logical Link Control，逻辑链路控制 负责识别网络层的协议类型，接收上层数据包封装成帧后，向下层传递
MAC	Media Access Control，介质访问控制 负责控制与连接物理层的物理介质 处理硬件设备的物理寻址、定义网络拓扑及数据帧的传递顺序

以太网的帧结构：

在数据包封装中，除了添加目标地址，源地址，类型以外，还会在头部前导码、帧起始定界符。尾部添加帧校验序列（FCS）。数据则包含了物理链路层的所有上层数据。

计算二层封装的长度：

二层封装的固定长度是6+6+2+4，总共18个字节。

而数据部分的长度则是不固定的，在二层封装中最少是64字节，最长是1518字节。如果数据部分不足最短的46字节则会进行填充数据，直至46字节。

前导码与帧起始定界符是早期用于防止冲突的，现在抓包已经看不到，总共一共8字节。

而IP协议的头部是20字节，TCP的长度也是20字节。而两个协议加起来40字节，则会添加额外的数据打到46字节。

在流控方面也会有根据数据包长度进行流控

术语	备注
协议类型	代表上层的协议,如: 0x0800代表IPv4
数据	所有上层协议数据
MTU	最大传输单元，默认1500字节, 每次发送的数据的最大值
帧校验	通过一定的计算公式对数据包进行计算得出的值
MAC地址	48bit,十六进制表示，代表以太网接口的物理地址，全球唯一

抓包中以太网封装中有协议类型 0x0800，代表IPv4。IP协议字段中里有个协议号，所对应的上层协议则是6，而TCP协议报文中有端口号，可以根据端口号判断该服务。

MTU：如果随意调整，会导致不支持该MTU数值的设备将数据帧切割，增加设备资源占用。

帧校验：在收到帧之后会重新计算数据，通过帧校验对比，如果不一致则代表着该数据包有丢失数据或被修改，进行丢弃。

在接收数据帧后，会先看目标MAC是不是自己，如果是则会进行帧校验，比对通过后才会剥离以太网封装，进行下一步解包、