數(shù)據(jù)鏈路層使用的信道有以下兩種類型：
①點(diǎn)對(duì)點(diǎn)信道短荐，一對(duì)一的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信方式
②廣播信道混巧，一對(duì)多的廣播通信方式萤捆，復(fù)雜裙品。廣播信道上連接的主機(jī)多，因此必須使用共享協(xié)議來協(xié)調(diào)這些主機(jī)的數(shù)據(jù)發(fā)送俗或。
本文先介紹點(diǎn)對(duì)點(diǎn)信道和在這種信道上常用的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議PPP市怎。然后討論共享信道的局域網(wǎng)和有關(guān)協(xié)議。
我們可以想象數(shù)據(jù)是在數(shù)據(jù)鏈路層從左向右沿水平方向傳送：
每段鏈路層可能采用不同的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議辛慰。
一区匠、使用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)信道的數(shù)據(jù)鏈路層
1.數(shù)據(jù)鏈路和幀
鏈路和數(shù)據(jù)鏈路不是一回事。
鏈路（link）：是從一個(gè)結(jié)點(diǎn)到相鄰結(jié)點(diǎn)的一段物理線路帅腌，而中間沒有任何其他的交換結(jié)點(diǎn)驰弄。通信時(shí)麻汰，要有很多這樣的鏈路，所以鏈路只是一條路徑的組成部分戚篙。（物理鏈路）
數(shù)據(jù)鏈路（data link）：指在物理線路上添加上控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)膮f(xié)議的硬件和軟件五鲫。（邏輯鏈路）
早期的數(shù)據(jù)通信協(xié)議也叫做規(guī)程（procedure），因此在數(shù)據(jù)鏈路層已球，規(guī)程和協(xié)議是同義語臣镣。
幀：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)信道的數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議單元。數(shù)據(jù)鏈路層把網(wǎng)絡(luò)層交下來的數(shù)據(jù)構(gòu)成幀發(fā)送到鏈路上智亮，以及把接受到的幀中的數(shù)據(jù)取出來并交給網(wǎng)絡(luò)層忆某。在因特網(wǎng)中，網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議數(shù)據(jù)單元就是IP數(shù)據(jù)報(bào)（或簡稱為數(shù)據(jù)報(bào)阔蛉、分組弃舒、包）。
點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信步驟：①結(jié)點(diǎn)A的數(shù)據(jù)鏈路層把網(wǎng)絡(luò)層交下來的IP數(shù)據(jù)報(bào)添加首部和尾部封裝成幀状原。②結(jié)點(diǎn)A把封裝好的幀發(fā)送給結(jié)點(diǎn)B的數(shù)據(jù)鏈路層聋呢。③結(jié)點(diǎn)B的數(shù)據(jù)鏈路層收到的幀無差錯(cuò)，則從收到的幀中取出IP數(shù)據(jù)報(bào)上交給上面的網(wǎng)絡(luò)層颠区，否則丟棄這個(gè)幀削锰。
數(shù)據(jù)鏈路層不必考慮物理層如何實(shí)現(xiàn)比特傳輸?shù)募?xì)節(jié)，甚至可以更簡單地設(shè)想好像是沿著兩個(gè)數(shù)據(jù)鏈路層的水平方向把幀直接發(fā)送到對(duì)方毕莱。
2.三個(gè)基本問題
①封裝成幀（framing）
在一段數(shù)據(jù)的前后分別添加首部和尾部器贩，然后就構(gòu)成了一個(gè)幀，進(jìn)行幀定界
發(fā)送幀時(shí)朋截，是從幀首部開始發(fā)送蛹稍。各種數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議都要對(duì)幀首部和幀尾部的格式有明確規(guī)定。為提高幀的傳輸效率部服，幀的數(shù)據(jù)部分長度應(yīng)該盡可能大于首部和尾部的長度唆姐。但每一種數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議規(guī)定了幀的數(shù)據(jù)部分的長度上限——最大傳送單元MTU（maximum transfer unit）。
另外：當(dāng)數(shù)據(jù)是由可打印的ASC2碼組成的文本文件時(shí)廓八，幀定界可以使用特殊的幀定界符奉芦。ASC2碼是7位編碼，一共可組成128個(gè)不同的ASC2碼剧蹂，可打印的有95個(gè)声功，不可打印的有33個(gè)。
SOH：start of header国夜，十六進(jìn)制編碼是01减噪。
EOT：end of transmission短绸，十六進(jìn)制編碼是04车吹。
幀界定符的作用：差錯(cuò)控制筹裕。假定發(fā)送端在尚未發(fā)送完一個(gè)幀時(shí)突然出故障，中斷了發(fā)送窄驹。但隨后很快又恢復(fù)正常朝卒，于是重新從頭開始發(fā)送剛才未發(fā)送完的幀。由于使用了幀定界符乐埠，在接收端就知道前面收到的數(shù)據(jù)是個(gè)不完整的幀（只有首部開始符SOH而沒有傳輸結(jié)束符EOT）抗斤，必須丟棄。而后面收到的數(shù)據(jù)有明確的幀定界符（SOH和EOT）丈咐，因此這是一個(gè)完整的幀瑞眼，應(yīng)當(dāng)收下。
②透明傳輸
如果所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)中的任何8比特的組合和用作幀定界的控制字符的比特編碼一樣棵逊，就會(huì)出現(xiàn)幀定界的錯(cuò)誤伤疙。
當(dāng)傳送的幀是用文本文件組成時(shí)，其數(shù)據(jù)部分不會(huì)出現(xiàn)像SOH或EOT這樣的幀定界控制字符辆影。不管什么字符都可以放在這樣的幀中傳輸過去徒像，因此這樣的傳輸是透明傳輸。
當(dāng)傳送的幀是由非ASC2碼的文本文件時(shí)蛙讥，情況不同锯蛀。數(shù)據(jù)鏈路層會(huì)錯(cuò)誤地找到幀的邊界，把部分幀收下（誤認(rèn)為是完整的幀）次慢，剩下地部分找不到SOH而被丟棄旁涤。
解決透明傳輸問題:
發(fā)送端的數(shù)據(jù)鏈路層在數(shù)據(jù)中出現(xiàn)控制字符"SOH"或"EOT"的前面插入一個(gè)轉(zhuǎn)義字符"ESC"(其十六進(jìn)制編碼是 1B)。
字節(jié)填充(byte stuffing)或字符填充(character stuffing):接收端的數(shù)據(jù)鏈路層在將數(shù)據(jù)送往網(wǎng)絡(luò)層之前刪除插入的轉(zhuǎn)義字符经备。
如果轉(zhuǎn)義字符也出現(xiàn)數(shù)據(jù)當(dāng)中拭抬，那么應(yīng)在轉(zhuǎn)義字符前面插入一個(gè)轉(zhuǎn)義字符。當(dāng)接收端收到連續(xù)的兩個(gè)轉(zhuǎn)義字符時(shí)侵蒙，就刪除其中前面的一個(gè)造虎。
③錯(cuò)檢測
比特差錯(cuò)：比特在傳輸過程中，1變成0纷闺，0變成1算凿。
誤碼率BER（bit error rate）：在一段時(shí)間內(nèi)，傳輸錯(cuò)誤的比特占所傳輸比特總數(shù)的比率犁功。和信噪比有關(guān)氓轰，提高信噪比可使誤碼率減小。
通信鏈路并非理想浸卦，所以有了差錯(cuò)檢測措施署鸡。
循環(huán)冗余檢驗(yàn)CRC（cyclic redundancy check）
在發(fā)送端，先把數(shù)據(jù)劃分為祖，假定每組K個(gè)比特⊙デ欤現(xiàn)假定待傳送的數(shù)據(jù)M = 101001（k=6）时捌。然后CRC運(yùn)算需要把待傳的數(shù)據(jù)的末尾加上用于檢測的n位冗余碼，可以簡單的理解為在數(shù)據(jù)后面加上n個(gè)0炉抒，一共發(fā)送（k+n）位奢讨。
假設(shè)n=3，這樣循環(huán)冗余檢驗(yàn)的被除數(shù)101001000就得到了焰薄。除數(shù)是通信雙方商定好的拿诸，現(xiàn)在一般使用的方式是用多項(xiàng)式來表示除數(shù)，比如P(x)=x^3+x^2+1（生成多項(xiàng)式）塞茅，就得到除數(shù)P=1101∧堵耄現(xiàn)在就可以開始進(jìn)行檢驗(yàn)了，注意除數(shù)P的位數(shù)等于n+1野瘦。運(yùn)算的方法和除法類似蟀伸，只是相減變成了異或而已。經(jīng)過運(yùn)算缅刽，得到了余數(shù)為001啊掏，它被稱為幀檢驗(yàn)序列FCS。
截至現(xiàn)在做的一切的運(yùn)算衰猛，都只是在發(fā)送端進(jìn)行的迟蜜。為了檢驗(yàn)幀是否無比特差錯(cuò)接收了，是在接收端檢驗(yàn)的啡省。計(jì)算出的幀檢驗(yàn)序列FCS會(huì)附加在幀的尾部一起發(fā)送娜睛。
檢測：
在接收端把收到的數(shù)據(jù)以幀為單位進(jìn)行CRC檢測：接收端接收到后，會(huì)把FCS取出卦睹，添加到數(shù)據(jù)部分的末尾畦戒，得到除數(shù)101001001，再次和除數(shù)P=1101相除结序，如果得到的余數(shù)等于0障斋，那么就證明此次傳輸時(shí)無比特傳輸?shù)摹Ｈ绻鄶?shù)不等于0徐鹤，那就證明這個(gè)幀有差錯(cuò)垃环。
此段參考Ukey_的博文《數(shù)據(jù)鏈路層-循環(huán)冗余檢驗(yàn)》
注意：
1、循環(huán)冗余檢驗(yàn)CRC和幀檢驗(yàn)序列FCS不是同一個(gè)概念返敬。CRC是一種檢測方法遂庄，而FCS是添加在數(shù)據(jù)后面的冗余碼洋腮，在檢錯(cuò)方法上可以選用也可以不選用CRC田弥。
2、發(fā)送端幀檢測序列FCS的生成和接收端的CRC檢驗(yàn)是用硬件完成的靠抑，處理迅速，因此不會(huì)延誤數(shù)據(jù)的傳輸霹肝。
3钮追、如果在傳送數(shù)據(jù)時(shí)不以幀為單位來傳送，那么接無法加入冗余碼以進(jìn)行差錯(cuò)檢驗(yàn)阿迈。因此，必須把數(shù)據(jù)劃分為幀轧叽，每一幀都加上冗余碼苗沧，一幀接一幀地傳送，然后在接收方逐幀進(jìn)行差錯(cuò)檢驗(yàn)炭晒。
4待逞、在數(shù)據(jù)鏈路層如果只是使用循環(huán)冗余檢驗(yàn)CRC差錯(cuò)檢測技術(shù)，則只能做到對(duì)幀的無差錯(cuò)接受网严。即：凡是接收端數(shù)據(jù)鏈路層接受的幀识樱，我們都近乎人為這些幀在傳輸過程中沒有產(chǎn)生差錯(cuò)。接收端丟棄的幀雖然曾收到了震束，但最終還是因?yàn)橛胁铄e(cuò)被丟棄怜庸，即沒有被接受。近似表述為：凡是接收端數(shù)據(jù)鏈路層接受的幀均無差錯(cuò)垢村。能實(shí)現(xiàn)無比特差錯(cuò)的傳輸割疾，但還不是可靠傳輸。
5嘉栓、可靠傳輸指：數(shù)據(jù)鏈路層的發(fā)送端發(fā)送什么宏榕，在接收端就收到什么。傳輸差錯(cuò)分為：比特差錯(cuò)侵佃、幀丟失麻昼、幀重復(fù)、幀失序馋辈。
6抚芦、OSI觀點(diǎn)是必須把數(shù)據(jù)鏈路層做成可靠傳輸。于是有了幀編號(hào)迈螟、確認(rèn)和重傳機(jī)制燕垃，但是因特網(wǎng)廣泛使用的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議都不使用確認(rèn)和重傳機(jī)制，即不要求數(shù)據(jù)鏈路層向上提供可靠傳輸?shù)姆?wù)（代價(jià)高井联，不合算）卜壕。如果數(shù)據(jù)鏈路層出現(xiàn)了差錯(cuò)則必須改正，這任務(wù)由上層協(xié)議（如運(yùn)輸層的TCP協(xié)議來完成）烙常。這樣提高了通信效率轴捎。
二鹤盒、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議PPP
通信線路質(zhì)量較差時(shí)，在數(shù)據(jù)鏈路層使用可靠傳輸協(xié)議很好侦副，因此能實(shí)現(xiàn)可靠傳輸?shù)母呒?jí)數(shù)據(jù)鏈路控制HDLC（high-level data link control）就成為當(dāng)時(shí)比較流行的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議≌炀猓現(xiàn)在卻很少用了，用的多的是PPP（point to point protocol）數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議秦驯。
1.PPP協(xié)議的特點(diǎn)
是用戶計(jì)算機(jī)和ISP進(jìn)行通信時(shí)所使用的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議尺碰。
Ⅰ.需滿足
（1）簡單
更復(fù)雜的是TCP協(xié)議，IP協(xié)議相對(duì)簡單（提供不可靠的數(shù)據(jù)包服務(wù)）译隘，這樣數(shù)據(jù)鏈路層沒有必要提供比IP協(xié)議更多的功能亲桥，它不需要糾錯(cuò)、序號(hào)固耘、流量控制题篷。當(dāng)然誤碼率較高的無線線路上需要更復(fù)雜的鏈路層協(xié)議。而且簡單的協(xié)議使得不同廠商對(duì)協(xié)議的不同實(shí)現(xiàn)的互操性提高了厅目。
接收方每收到一個(gè)幀番枚，就進(jìn)行CRC檢驗(yàn)。檢驗(yàn)正確损敷，就收下這個(gè)幀葫笼。不正確，就丟棄拗馒，其他什么也不做渔欢。
（2）封裝成幀
PPP協(xié)議必須規(guī)定特殊的字符作為幀定界符（即標(biāo)志一個(gè)幀的開始和結(jié)束的字符），以便接收端能夠準(zhǔn)確地找出幀的開始和結(jié)束位置瘟忱。
（3）透明性
數(shù)據(jù)中碰巧出現(xiàn)了和幀定界符一樣的比特組合時(shí)奥额，要采取有效的措施來解決這個(gè)問題。
（4）多種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議
PPP協(xié)議必須能夠在同一條物理連路上同時(shí)支持多種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議（如IP和IPX等）的路由器運(yùn)行访诱。當(dāng)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路所連接的是局域網(wǎng)或時(shí)垫挨，PPP協(xié)議必須同時(shí)支持在鏈路所連接的局域網(wǎng)或路由器上運(yùn)行的各種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。
（5）多種類型鏈路
PPP協(xié)議不僅要支持多種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議触菜，還要在多種類型的鏈路上運(yùn)行九榔。例如，串行的或并行的涡相、同步的或異步的哲泊、低速的或高速的等。
（6）差錯(cuò)檢測（error detection）
PPP協(xié)議必須能夠?qū)邮斩耸盏降膸M(jìn)行檢測催蝗，并立即丟掉有差錯(cuò)的幀切威。若沒有及時(shí)丟掉，則會(huì)浪費(fèi)很多網(wǎng)路資源丙号。
（7）檢測連接狀態(tài)
PPP協(xié)議必須具有一種機(jī)制能夠及時(shí)（不超過幾分鐘）自動(dòng)檢測出鏈路是否處于正常工作狀態(tài)先朦。當(dāng)出現(xiàn)故障的鏈路隔了一段時(shí)間后又重新恢復(fù)正常工作時(shí)缰冤，就特別需要有這種及時(shí)檢測功能。
（8）最大傳送單元
每一種類型的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路需要喳魏。這樣可促進(jìn)各種實(shí)現(xiàn)之間的互操作性棉浸。如果高層協(xié)議發(fā)送的分組過長并超過MTU的數(shù)值，PPP就丟棄這種幀刺彩，并返回差錯(cuò)迷郑。強(qiáng)調(diào)：MTU是數(shù)據(jù)鏈路層的幀可以載荷的數(shù)據(jù)部分的最大長度，而不是幀的總長度创倔。
（9）網(wǎng)絡(luò)層地址協(xié)商
PPP協(xié)議必須提供一種機(jī)制使通信的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)層（例如兩個(gè)IP層）的實(shí)體能夠通過協(xié)商知道或能夠配置彼此的網(wǎng)絡(luò)層地址嗡害。這樣能保證網(wǎng)絡(luò)層能夠傳送分組。
（10）數(shù)據(jù)壓縮協(xié)商
PPP協(xié)議必須提供一種方法來協(xié)商使用數(shù)據(jù)壓縮算法三幻。但PPP協(xié)議并不要求將數(shù)據(jù)壓縮算法進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。
Ⅱ.PPP協(xié)議不需要的功能
（1）糾錯(cuò)：在TCP/IP協(xié)議族中呐能，可靠傳輸由運(yùn)輸層TCP協(xié)議負(fù)責(zé)念搬，而數(shù)據(jù)鏈路層的PPP協(xié)議只進(jìn)行檢錯(cuò)。這就是說摆出，PPP協(xié)議是不可靠傳輸協(xié)議朗徊。
（2）流量控制：在TCP/IP協(xié)議族中，端到端的流量控制由TCP負(fù)責(zé)偎漫，因而鏈路級(jí)的PPP協(xié)議就不需要再重復(fù)進(jìn)行流量控制爷恳。
（3）序號(hào)： PPP不是可靠傳輸協(xié)議，因此不需要使用幀的序號(hào)（許多過去曾經(jīng)很流行的停止等待協(xié)議或連續(xù)ARQ協(xié)議都是用序號(hào)）象踊，端到端的流量控制由TCP負(fù)責(zé)温亲，因而鏈路級(jí)的PPP協(xié)議就不需要在重復(fù)進(jìn)行流量控制。
（4）多點(diǎn)線路：PPP協(xié)議不支持多線線路（即一個(gè)主站輪流和鏈路上的多個(gè)站進(jìn)行通信）杯矩，而只支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的鏈路通信栈虚。
（5）半雙工或單工鏈路 ：PPP協(xié)議只支持全雙工鏈路。
Ⅲ.PPP協(xié)議的組成
（1）一個(gè)將IP數(shù)據(jù)報(bào)封裝到串行鏈路的方法史隆。PPP既支持異步鏈路（無奇偶檢驗(yàn)的8比特?cái)?shù)據(jù)）魂务，也支持面向比特的同步鏈路。IP數(shù)據(jù)報(bào)在PPP幀中就是其信息部分泌射。這個(gè)信息部分的長度受最大傳送單元MTU的限制粘姜。
（2）一個(gè)用來建立、配置和測試數(shù)據(jù)鏈路連接的鏈路控制協(xié)議LCP（link control protocol）熔酷。通信的雙方可協(xié)商一些選項(xiàng)孤紧。
（3）一套網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議NCP（network control protocol），其中的每一個(gè)協(xié)議支持不同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議層拒秘，如IP坛芽、OSI的網(wǎng)絡(luò)層等留储。
2.PPP協(xié)議的幀格式
Ⅰ.字段的意義
F—flag，標(biāo)志字段咙轩，表示一個(gè)幀的開始和結(jié)束获讳，是幀的定界符。連續(xù)兩個(gè)幀之間只需用一個(gè)標(biāo)志字段活喊，如果連續(xù)有兩個(gè)標(biāo)志字段則表示這是一個(gè)空幀丐膝，要丟棄。規(guī)定為0x7E钾菊。
A—address帅矗，地址字段，規(guī)定為0xFF
C—control煞烫，控制字段浑此，規(guī)定為0x03
A和C兩個(gè)字段實(shí)際上沒有攜帶PPP幀的控制信息。
協(xié)議字段—為0x0021時(shí)滞详，PPP的信息字段就是IP數(shù)據(jù)報(bào)凛俱；為0xC021時(shí)，則是PPP鏈路控制協(xié)議LCP的數(shù)據(jù)料饥；為0x8021時(shí)蒲犬，則是網(wǎng)絡(luò)層的控制數(shù)據(jù)。
FCS—使用CRC的幀檢測序列
Ⅱ.字節(jié)填充（異步傳輸）
信息字段中有和標(biāo)志字段一樣的比特組合時(shí)岸啡，就必須采取一些措施使這種形式上和標(biāo)志字段一樣的比特組合不出現(xiàn)在信息字段中原叮。
當(dāng)PPP使用異步傳輸時(shí)，它把轉(zhuǎn)義符定義為0x7D巡蘸，并使用字節(jié)填充奋隶，方法為：
（1）把信息字段中出現(xiàn)的每一個(gè)0x7E字節(jié)轉(zhuǎn)變?yōu)?字節(jié)序列（0x7D，0x5E）
（2）若信息字段中出現(xiàn)一個(gè)0x7D的字節(jié)（即出現(xiàn)了和轉(zhuǎn)義字符一樣的比特組合）悦荒，則把0x7D轉(zhuǎn)變成為2字節(jié)序列（0x7D达布，0x5D）
（3）若信息字段中出現(xiàn)ASCII碼的控制字符（即數(shù)值小于0x20的字符），則在該字符前面要加入一個(gè)0x7D字節(jié)逾冬，同時(shí)將該字符的編碼加以改變黍聂。例如，出現(xiàn)0x03（在控制字符是傳輸結(jié)束ETX）就要把它轉(zhuǎn)變?yōu)?字節(jié)序列（0x07D身腻，0x31）
發(fā)送端進(jìn)行了字節(jié)填充产还，因此鏈路上傳送的信息字節(jié)數(shù)超過了原來的信息字節(jié)數(shù)，但接收端在收到數(shù)據(jù)后再進(jìn)行與發(fā)送端字節(jié)填充相反的變換嘀趟，就能正確恢復(fù)出原來的信息脐区。
Ⅲ.零比特填充（同步傳輸）
PPP協(xié)議用在SONET/SDH鏈路時(shí)，是使用同步傳輸（一連串的比特連續(xù)傳送）而不是異步傳輸（逐個(gè)字符的傳送）她按。在這種情況下牛隅，PPP協(xié)議采用零比特填充方法來實(shí)現(xiàn)透明傳輸炕柔。
具體做法：
在發(fā)送端，掃描整個(gè)信息字段（硬件實(shí)現(xiàn)快媒佣，軟件慢）匕累，只要發(fā)現(xiàn)有5個(gè)連續(xù)1，立即填入0默伍。這樣保證信息字段中不會(huì)出現(xiàn)6個(gè)連續(xù)1欢嘿。
在接收端，先找到標(biāo)志字段F確定一個(gè)幀的邊界也糊，再用硬件對(duì)比特掃描炼蹦，發(fā)現(xiàn)5個(gè)連續(xù)1時(shí)，就把后面的一個(gè)0刪除狸剃，還原出原來的信息比特流掐隐。
保證了透明傳輸：在所傳送的數(shù)據(jù)比特流中可以傳送任意組合的比特流，而不會(huì)引起幀邊界的判斷錯(cuò)誤钞馁。
3.PPP協(xié)議的工作狀態(tài)
上面我們通過PPP幀的格式討論了PPP幀是怎樣組成的虑省。但PPP鏈路又是怎樣初始化的呢？當(dāng)用戶撥號(hào)接入ISP后指攒，就建立了一條從用戶PC到ISP的物理鏈接慷妙。這時(shí)僻焚，用戶PC機(jī)向ISP發(fā)送一系列的LCP分組（封裝成多個(gè)PPP幀）允悦，以便建立LCP連接。這些分組及其響應(yīng)選擇了將要使用的一些PPP參數(shù)虑啤。接著還要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)層配置隙弛，NCP給新接入的用戶PC機(jī)分配一個(gè)臨時(shí)的IP地址。這樣狞山，用戶PC機(jī)就成為因特網(wǎng)上的一個(gè)有IP地址的主機(jī)了全闷。
用戶通信完畢時(shí)，NCP釋放網(wǎng)路層連接萍启，收回原來分配出去的IP地址总珠。接著，LCP釋放數(shù)據(jù)鏈路層連接勘纯。最后釋放的是物理層的連接局服。
PPP鏈路的初始和終止?fàn)顟B(tài)永遠(yuǎn)是圖中的鏈路靜止(link dead)狀態(tài)，這時(shí)在用戶PC機(jī)和ISP的路由器之間并不存在物理層的連接驳遵。
當(dāng)用戶PC機(jī)通過調(diào)制解調(diào)器呼叫路由器時(shí)淫奔，路由器就能夠檢測到調(diào)制解掉器發(fā)出的載波信號(hào)。在雙方建立了物理層連接后堤结，PPP就進(jìn)入鏈路建立（link establish）狀態(tài)唆迁，其目的是建立鏈路層的LCP連接鸭丛。
這時(shí)LCP開始協(xié)商一些配置選項(xiàng)，即發(fā)送LCP的配置請(qǐng)求幀唐责。這是個(gè)PPP幀鳞溉，其協(xié)議字段置為LCP對(duì)應(yīng)的代碼，而信息字段包含特定的配置請(qǐng)求妒蔚。鏈路的另一端可以發(fā)送以下幾種相應(yīng)的一種：
（1）配置確認(rèn)幀：所有選項(xiàng)都接受
（2）配置否認(rèn)幀：所有選項(xiàng)都理解但不能接受
（3）配置拒絕幀：選項(xiàng)有的無法識(shí)別或不能接受穿挨，需要協(xié)商
LCP配置選項(xiàng)包括鏈路上的最大幀長，所使用的鑒別協(xié)議的規(guī)約（如果有的話）肴盏，以及不使用PPP幀中的地址和控制字段（因?yàn)檫@兩個(gè)字段的值是固定的科盛，沒有任何信息量，可以在PPP幀的首部中省略這兩個(gè)字節(jié)）
協(xié)商結(jié)束后雙方就建立了LCP鏈路菜皂，接著就進(jìn)入鑒別狀態(tài)贞绵，在這以狀態(tài)，只允許傳送LCP協(xié)議的分組恍飘、鑒別協(xié)議的分組以及檢測鏈路質(zhì)量的分組榨崩。若使用口令鑒別協(xié)議PAP（password authentication protocol），則需要發(fā)起通信的一方發(fā)送身份標(biāo)識(shí)符和口令章母。系統(tǒng)可允許用戶重試若干次母蛛。如果需要有更好的安全性，則可使用更加復(fù)雜的口令握手鑒別協(xié)議CHAP（challenge-handshake protocol）乳怎。若鑒別身份失敗彩郊，則轉(zhuǎn)到鏈路終止狀態(tài)。若鑒別成功蚪缀，則進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議狀態(tài)秫逝。
在網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議狀態(tài)，PPP鏈路的兩端的網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議NCP根據(jù)網(wǎng)絡(luò)層的不同協(xié)議互相交換網(wǎng)絡(luò)層特定的網(wǎng)絡(luò)控制分組询枚。這個(gè)步驟很重要的违帆，因?yàn)楝F(xiàn)在的路由器都能夠同時(shí)支持多種的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議〗鹗瘢總之刷后，PPP協(xié)議連奪冠的網(wǎng)絡(luò)層可以運(yùn)行不同的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，但仍然可使用同一個(gè)PPP協(xié)議進(jìn)行通信渊抄。
如果在PPP鏈路上運(yùn)行的是IP協(xié)議尝胆，則對(duì)PPP鏈路的每一端配置IP協(xié)議模塊（如分配IP地址）時(shí)就要使用NCP中支持IP的協(xié)議——IP控制協(xié)議IPCP。IPCP分組也封裝成PPP幀（其中的協(xié)議字段為0x8201）在PPP鏈路上傳送抒线。在低速鏈路上運(yùn)行時(shí)班巩，雙方還可以協(xié)商使用壓縮的TCP和IP首部，以減少在鏈路上發(fā)送的比特?cái)?shù)。
當(dāng)網(wǎng)絡(luò)層配置完畢后抱慌，鏈路就進(jìn)入可進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的鏈路打開狀態(tài)逊桦。鏈路的兩個(gè)PPP端點(diǎn)可以彼此向?qū)Ψ▏l(fā)送分組。兩個(gè)PPP端點(diǎn)還可以發(fā)送回送請(qǐng)求LCP分組和回送回答LCP分組抑进，以檢查鏈路的狀態(tài)强经。
數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后，可以由鏈路的一端發(fā)出終止請(qǐng)求LCP分組請(qǐng)求終止鏈路連接寺渗，在收到對(duì)方發(fā)來的終止確認(rèn)LCP分組后匿情，轉(zhuǎn)到鏈路終止?fàn)顟B(tài)。如果鏈路出現(xiàn)故障信殊，會(huì)從鏈路打開狀態(tài)轉(zhuǎn)到鏈路終止狀態(tài)炬称。當(dāng)調(diào)制解調(diào)器的載波停止后，則回到鏈路靜止狀態(tài)涡拘。
圖的右邊方框給出了PPP協(xié)議的幾個(gè)狀態(tài)的說明玲躯，從設(shè)備之間的無鏈路開始，到先接力物理鏈路鳄乏，在建立LCP鏈路跷车。經(jīng)過鑒別后在建立NCP鏈路，然后才能交換數(shù)據(jù)橱野。由此可見朽缴，PPP協(xié)議已不是純粹的數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議，它還包含了物理層和網(wǎng)絡(luò)層的內(nèi)容水援。
三密强、使用廣播信道的數(shù)據(jù)鏈路層
1.局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層
局域網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)：
（1）有廣播功能，從一個(gè)站點(diǎn)可以很方便地訪問全網(wǎng)裹唆。局域網(wǎng)上的主機(jī)可共享連接在局域網(wǎng)上的各種硬件和軟件資源誓斥。
（2）便于系統(tǒng)的擴(kuò)展和逐漸地演變只洒，各設(shè)備的位置可靈活調(diào)整和改變许帐。
（3）提高了系統(tǒng)的可靠性、可用性和生存性毕谴。
局域網(wǎng)的工作層次跨越了數(shù)據(jù)鏈路層和物理層成畦。由于局域網(wǎng)技術(shù)中有關(guān)數(shù)據(jù)鏈路層的內(nèi)容比較豐富，因此我們就把局域網(wǎng)的內(nèi)容放在數(shù)據(jù)鏈路層這一章中討論涝开，但這并不表示局域網(wǎng)僅僅和數(shù)據(jù)鏈路層有關(guān)循帐。
共享信道：使眾多用戶能夠合理而方便地共享通信媒體資源。有兩種方法：
1舀武、靜態(tài)劃分信道：頻分復(fù)用拄养、時(shí)分復(fù)用、波分復(fù)用银舱、碼分復(fù)用瘪匿，用戶分配到了信道就不會(huì)和其他用戶產(chǎn)生沖突跛梗，但代價(jià)高，不適合局域網(wǎng)使用棋弥。
2核偿、動(dòng)態(tài)媒體接入控制：又稱為多點(diǎn)接入（multiple access），信道并非在用戶通信時(shí)固定分配給用戶顽染，分為隨機(jī)接入（用戶可隨機(jī)發(fā)送信息漾岳，但有多個(gè)用戶隨時(shí)發(fā)送信息，則會(huì)發(fā)生碰撞粉寞，因此要有解決碰撞的協(xié)議）和受控接入（用戶不能隨機(jī)發(fā)送信息而必須服從一定控制尼荆，典型代表有分散控制的令牌環(huán)局域網(wǎng)和集中控制的多點(diǎn)線路探尋，或稱為輪詢唧垦，用得少）耀找。
Ⅰ.以太網(wǎng)的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)
（1）DIX Ethernet V2
（2）IEEE 802.3
兩標(biāo)準(zhǔn)差距小，所以很多人把802.3的局域網(wǎng)簡稱為“以太網(wǎng)”业崖，雖然嚴(yán)格說來野芒，以太網(wǎng)應(yīng)是符合DIX Ethemet V2標(biāo)準(zhǔn)的局域網(wǎng)。
IEEE 802 委員會(huì)把局域網(wǎng)鏈路層拆成兩個(gè)子層：
（1）邏輯鏈路控制 LLC (logical link control)双炕，它與傳輸媒體無關(guān)狞悲，不管用何種傳輸媒體和MAC子層的局域網(wǎng)對(duì)LLC子層來說都是透明的。
（2）媒體接入控制MAC(medium access control)妇斤，與接入到傳輸媒體相關(guān)的內(nèi)容都在這層摇锋。指傳輸信號(hào)所通過的多種物理環(huán)境。常用網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)包括電纜（如：雙絞線站超，同軸電纜荸恕，光纖），還有微波死相、激光融求、紅外線等。
因特網(wǎng)發(fā)展很快導(dǎo)致TCP/IP體系經(jīng)常使用的局域網(wǎng)只剩下DIX Ethernet V2而不是IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)中的局域網(wǎng)算撮，因此LLC的作用消失了生宛。很多廠商生產(chǎn)的適配器上只有MAC協(xié)議而沒有LLC協(xié)議。所以這里不考慮LLC子層肮柜。
Ⅱ.適配器的作用
計(jì)算機(jī)是怎樣連接到局域網(wǎng)上的陷舅？
通過適配器（adapter），本是在主機(jī)箱內(nèi)插入的一塊網(wǎng)絡(luò)接口板（或在筆記本本電腦中插入一塊PCMCIA卡）审洞，又稱網(wǎng)絡(luò)接口卡NIC(network interface card)莱睁，或網(wǎng)卡。適配器上裝有處理器和存儲(chǔ)器（包括RAM和ROM）。
適配器需要：
（1）進(jìn)行數(shù)據(jù)串行傳輸和并行傳輸?shù)霓D(zhuǎn)換
因?yàn)檫m配器和局域網(wǎng)之間的通信時(shí)通過電纜或雙絞線以串行傳輸方式進(jìn)行的仰剿，而適配器和計(jì)算機(jī)之間的通信時(shí)通過計(jì)算機(jī)主板上的I/O總線以并行傳輸方式進(jìn)行的耙箍。
（2）裝有對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存的存儲(chǔ)芯片
因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)率和計(jì)算機(jī)總線上的數(shù)據(jù)率不相同
（3）能夠?qū)崿F(xiàn)以太網(wǎng)協(xié)議
若在主板上插入適配器，必須把管理該適配器的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序安裝在計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)中酥馍。這個(gè)驅(qū)動(dòng)程序以后告訴適配器辩昆，應(yīng)從存儲(chǔ)器的什么位置把多長的數(shù)據(jù)塊發(fā)送到局域網(wǎng)，或者應(yīng)該在存儲(chǔ)器上的什么位置把局域網(wǎng)傳送過來的數(shù)據(jù)塊存儲(chǔ)下來旨袒。
適配器接收和發(fā)送各種幀時(shí)不使用計(jì)算機(jī)的CPU汁针？
這時(shí)CPU可以處理其他任務(wù)。 ?當(dāng)適配器收到有差錯(cuò)的幀時(shí)砚尽，就把這個(gè)幀丟棄而不必通知計(jì)算機(jī)施无。當(dāng)適配器收到正確的幀時(shí)，它就使用中斷來通知該計(jì)算機(jī)并交付協(xié)議棧中的網(wǎng)絡(luò)層必孤。當(dāng)計(jì)算機(jī)要發(fā)送IP數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)猾骡，就由協(xié)議棧把IP數(shù)據(jù)報(bào)向下交給適配器，組裝成幀后發(fā)送到局域網(wǎng)敷搪。
計(jì)算機(jī)的硬件地址：在適配器的ROM中
計(jì)算機(jī)的軟件地址——IP地址：在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中
2.CSMA/CD協(xié)議
Ⅰ.歷史背景
以前以太網(wǎng)方案的思路是：尋找一種簡單方法把距離近的計(jì)算機(jī)互連起來兴想，使它們能方便可靠地進(jìn)行高速率數(shù)據(jù)通信。最早以太網(wǎng)是把很多計(jì)算機(jī)都連在一根總線上赡勘。總線特點(diǎn)：一臺(tái)計(jì)算機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)嫂便，總線上所有計(jì)算機(jī)都能檢測到這個(gè)數(shù)據(jù)。但是闸与，我們不總是要在局域網(wǎng)上進(jìn)行一對(duì)多的廣播通信毙替。
為了實(shí)現(xiàn)一對(duì)一的通信，我們可使每一臺(tái)計(jì)算機(jī)的適配器擁有一個(gè)與其他適配器不同的地址践樱。發(fā)送數(shù)據(jù)幀時(shí)厂画，在幀首部寫明接收站的地址。僅當(dāng)數(shù)據(jù)幀中的目的地址和適配器ROM中存放的硬件地址一樣時(shí)拷邢，該適配器才能接收到這個(gè)數(shù)據(jù)幀袱院。適配器對(duì)不是發(fā)送給自己的數(shù)據(jù)幀就丟棄。
Ⅱ.為了通信方便解孙，以太網(wǎng)的兩種措施
（1）采用較為靈活的無連接工作方式
不用先建立連接就可以直接發(fā)送數(shù)據(jù)坑填，適配器對(duì)發(fā)送的數(shù)據(jù)幀不進(jìn)行編號(hào)抛人，也不要求對(duì)方發(fā)回確認(rèn)弛姜。這樣做是因?yàn)榫钟蚓W(wǎng)信道的質(zhì)量很好拭卿，差錯(cuò)率小趴久。收到有差錯(cuò)幀時(shí)就丟棄，是否重傳由高層決定塘辅。但以太網(wǎng)不知道是否是重傳幀，而是當(dāng)做新的數(shù)據(jù)幀來發(fā)送荠商。所以寂恬，以太網(wǎng)提供的服務(wù)是不可靠的交付，即盡最大努力的交付莱没。
（2）以太網(wǎng)發(fā)送的數(shù)據(jù)使用曼切斯特（manchester）編碼的信號(hào)
二進(jìn)制基帶數(shù)字信號(hào)：是高初肉、低電壓交替出現(xiàn)的信號(hào)，但是這樣的問題就是當(dāng)出現(xiàn)一長串的連1或連0時(shí)饰躲，接收端就無法從收到的比特流中提取位同步（即比特同步）信號(hào)牙咏。
曼切斯特方法：把每一個(gè)碼元分為兩相等間隔。碼元1是前低后高嘹裂，碼元0是前高后低妄壶。這樣保證了在每一個(gè)碼元的正中間出現(xiàn)一次電壓變換，而接收端就利用這種電壓的轉(zhuǎn)換很方便地把位同步信號(hào)提取出來寄狼。
缺點(diǎn)：它所占的頻帶寬度比原始的基帶信號(hào)增加了一倍（因?yàn)槊棵雮魉偷拇a元數(shù)加倍了）丁寄。
Ⅲ.如何協(xié)調(diào)總線上各計(jì)算機(jī)的工作
總線上只要有一臺(tái)計(jì)算機(jī)在發(fā)送數(shù)據(jù)，總線的傳輸資源就被占用泊愧。因此伊磺，同一時(shí)間只能允許一臺(tái)計(jì)算機(jī)發(fā)送信息。否則删咱，各計(jì)算機(jī)之間會(huì)相互干擾奢浑，結(jié)果大家都無法發(fā)送數(shù)據(jù)。
協(xié)議CSMA/CD
1腋腮、含義
是載波監(jiān)聽多點(diǎn)接入/碰撞檢測（carrier sense multiple with collision detection）
多點(diǎn)接入：說明是總線型網(wǎng)絡(luò)
載波監(jiān)聽：發(fā)送前先監(jiān)聽雀彼。每一個(gè)站在發(fā)送數(shù)據(jù)前先要檢測總線上是否有其他站在發(fā)送數(shù)據(jù)，如果有則暫時(shí)不發(fā)即寡，等待信道空閑再發(fā)徊哑。總線上無載波聪富，載波監(jiān)聽就是用電子技術(shù)檢測總線上有沒有其他計(jì)算機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)莺丑。
碰撞檢測：邊發(fā)送邊監(jiān)聽，也稱沖突檢測墩蔓。適配器邊發(fā)送數(shù)據(jù)邊檢測信道上的信號(hào)電壓的變化情況梢莽，以便判斷自己在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)其他站是否也在發(fā)送數(shù)據(jù)。同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)奸披，總線上的信號(hào)電壓變化幅度大昏名，超過一定門限值時(shí)，就認(rèn)為總線上至少兩個(gè)站同時(shí)在發(fā)送數(shù)據(jù)阵面，表明有碰撞轻局。這時(shí)總線上的信號(hào)失真洪鸭，無法恢復(fù)。所以仑扑，每一個(gè)正在發(fā)送數(shù)據(jù)的站览爵，一旦發(fā)現(xiàn)有碰撞，適配器就要立即停止發(fā)送镇饮，以免浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò)資源蜓竹，等待一段隨機(jī)時(shí)間后再發(fā)送。
2储藐、原理
某個(gè)站監(jiān)聽到總線是空閑時(shí)梅肤，總線并非一定是空閑。
電磁波在1km電纜的傳輸時(shí)延約為5us邑茄。因此姨蝴，A向B發(fā)出的數(shù)據(jù)，在約5us后才能傳到B肺缕。把總線上的單程端到端傳播時(shí)延記為τ左医。
發(fā)送數(shù)據(jù)的站想盡早知道是否有碰撞，那么在A發(fā)送數(shù)據(jù)后同木，最遲經(jīng)過多長時(shí)間才能知道自己發(fā)送的數(shù)據(jù)和其他站發(fā)送的數(shù)據(jù)有無碰撞浮梢？答案最多是兩倍的總線端到端的傳播時(shí)延（2τ），或總線的端到端往返傳播時(shí)延彤路。
本協(xié)議中秕硝，一個(gè)站不可能同時(shí)進(jìn)行發(fā)送和接收。所以使用CSMA/CD協(xié)議的以太網(wǎng)不可能進(jìn)行全雙工通信而只能進(jìn)行雙向交替通信（半雙工通信）洲尊。
在t=0時(shí)远豺，A發(fā)送數(shù)據(jù)。B檢測到信道為空閑坞嘀。
在t=τ-δ時(shí)（這里τ>δ>0）躯护，A發(fā)送數(shù)據(jù)還沒到達(dá)B時(shí)，由于B檢測到信道是空閑的（為什么B檢測是空閑的丽涩？因?yàn)殡姶挪?km的傳播時(shí)延是5us棺滞，換言之就是5us后B才能檢測到信道是忙的，5us之前矢渊，B認(rèn)為是空閑的继准，于是開始發(fā)送數(shù)據(jù)）。因此B發(fā)送數(shù)據(jù)矮男。
經(jīng)過時(shí)間δ/2后移必，即在t=τ-δ/2時(shí)，A發(fā)送的數(shù)據(jù)和B發(fā)送的數(shù)據(jù)發(fā)生了碰撞昂灵。這時(shí)避凝，A和B都不知道發(fā)送了碰撞舞萄。
在T=τ時(shí)眨补，只有B先檢測到了發(fā)生碰撞管削，于是停止發(fā)送數(shù)據(jù)。
在T=2τ- δ時(shí)撑螺，A才檢測到發(fā)生了碰撞含思，也停止發(fā)送數(shù)據(jù)。
然后A和B就隨時(shí)選擇一個(gè)時(shí)間甘晤，推遲含潘，再重新發(fā)送。
由此可知线婚，每一個(gè)站遏弱，在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，在一定時(shí)間內(nèi)塞弊，都存在碰撞的可能性漱逸。稱為發(fā)送的不確定性。整個(gè)以太網(wǎng)的平均通信量小于以太網(wǎng)的最高數(shù)據(jù)率時(shí)游沿，碰撞的機(jī)會(huì)會(huì)小饰抒。
發(fā)送數(shù)據(jù)幀的A站，最多經(jīng)歷2τ時(shí)間就可以知道是否遭受碰撞了诀黍。我們把這2τ稱為爭用期袋坑，也叫碰撞窗口。
經(jīng)過這個(gè)爭用期時(shí)間眯勾，檢測沒有發(fā)生碰撞枣宫，就能肯定這次發(fā)送的數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生碰撞。
至此吃环，碰撞問題還是沒有解決镶柱。專家們就發(fā)明了一種算法，來減小發(fā)生碰撞的概率模叙，這個(gè)算法就是：截?cái)喽M(jìn)制指數(shù)退避（truncated binary exponential backoff）算法歇拆。
退避算法的思想如下：
（1）確定基本退避時(shí)間，就是爭用期2τ范咨。以太網(wǎng)把爭用期2τ定為51.2us 故觅。對(duì)于10Mb/s以太網(wǎng)，在爭用期內(nèi)可發(fā)送512bit渠啊，即64字節(jié)输吏。512bit怎么來的替蛉？ 就是速率乘以時(shí)間贯溅，就等于數(shù)據(jù)量拄氯。
10Mb/s*51.2us=[10*10^6b/s] * [51.2^(-6)s]=512bit
（2）從離散的整數(shù)集合隨機(jī)取出一個(gè)數(shù)[0,1，2,3……它浅，（2^k-1）] ?,取出來的數(shù)译柏，記為r。重傳推遲的時(shí)間就是r倍的爭用期姐霍。T=r*2τ
上面k的參數(shù)鄙麦，按照這個(gè)計(jì)算k=Min[重傳次數(shù)，10]镊折。 ?可見胯府，當(dāng)重傳次數(shù)不超過10時(shí)，參數(shù)k=重傳次數(shù)恨胚。如果重傳次數(shù)超過10時(shí)骂因，k就不再增加了，一直等于10赃泡。
（3）當(dāng)重傳達(dá)16次寒波，仍然會(huì)不能成功時(shí)，就丟棄該幀急迂，向高層報(bào)告影所。說明發(fā)送的人太多了，導(dǎo)致連續(xù)發(fā)送碰撞僚碎。但使用上述退避算法可使重傳需要推遲的平均時(shí)間隨重傳次數(shù)而增大（也稱動(dòng)態(tài)退避）猴娩，因而減小發(fā)生碰撞的概率，有利于整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定勺阐。
舉例：
在第一次重傳時(shí)卷中，k=1，隨機(jī)數(shù)r從整數(shù){0,1}中選一個(gè)數(shù)渊抽， ?可得重傳的推遲時(shí)間要么為0蟆豫，要么為1*2τ， 這兩個(gè)選擇一個(gè)懒闷。
如果再次發(fā)送十减，即第二次重傳，k=2愤估，代入[0,1帮辟，2,3……，（2^k-1）] 玩焰，隨機(jī)數(shù)r從整數(shù){0,1,2,3}選一個(gè)數(shù)由驹，可得重傳推遲時(shí)間是0,2τ，4τ昔园，6τ 這4個(gè)值隨機(jī)選擇一個(gè)蔓榄。
同理并炮，再次發(fā)送碰撞，以此類推甥郑。
3逃魄、注意
適配器每發(fā)送一個(gè)新的幀，就要執(zhí)行一次CSMA/CD算法壹若。適配器對(duì)過去發(fā)生過的碰撞無記憶功能嗅钻。所以皂冰，好幾個(gè)適配器正在執(zhí)行指數(shù)退避算法時(shí)店展，很可能某一個(gè)適配器發(fā)送的新幀能碰巧立即成功地插入到信道中，得到了發(fā)送權(quán)秃流。
以太網(wǎng)在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)赂蕴，如果幀的前64字節(jié)沒有發(fā)送沖突，那么后續(xù)的數(shù)據(jù)就不會(huì)發(fā)送沖突舶胀。換句話說概说，就是如果發(fā)送沖突，就一定是在發(fā)送的前64字節(jié)之內(nèi)嚣伐。因?yàn)闄z測到?jīng)_突就停止發(fā)送糖赔，這時(shí)已經(jīng)發(fā)送出去的數(shù)據(jù)一定小于64字節(jié)。因此以太網(wǎng)規(guī)定了最短有效幀長為64字節(jié)轩端，只要長度小于64字節(jié)的幀都是由于沖突而異常中止的無效幀放典。收到這種無效幀就立即丟棄。
以太網(wǎng)的端到端時(shí)延實(shí)際上是小于爭用期的一半（即25.6us）基茵。爭用期被定為51.2us奋构，不僅是考慮了以太網(wǎng)的端到端時(shí)延，而且還包括其他因素拱层，如轉(zhuǎn)發(fā)器內(nèi)的時(shí)延弥臼、強(qiáng)化碰撞的干擾信號(hào)的持續(xù)時(shí)間等。
4根灯、以太網(wǎng)最小幀是64字節(jié)的原因
首先說一下時(shí)隙径缅，時(shí)隙在一般的數(shù)字通信原理中是這樣定義的：由各個(gè)消息構(gòu)成的單一抽樣的一組脈沖叫做一幀，一幀中相鄰兩個(gè)脈沖之間是時(shí)間間隔叫做時(shí)隙烙肺。
以太網(wǎng)的時(shí)隙有它自己的特定意義：
a.在以太網(wǎng)CSMA/CD規(guī)則中纳猪，若發(fā)生沖突，則必須讓網(wǎng)上每個(gè)主機(jī)都檢測到茬高。但信號(hào)傳播到整個(gè)介質(zhì)需要一定的時(shí)間兆旬。
b.考慮極限情況，主機(jī)發(fā)送的幀很小怎栽，兩沖突主機(jī)相距很遠(yuǎn)丽猬。在A發(fā)送的幀傳播到B的前一刻宿饱，B開始發(fā)送幀。這樣脚祟，當(dāng)A的幀到達(dá)B時(shí)谬以，B檢測到了沖突，于是發(fā)送阻塞信號(hào)由桌。
c.但B的阻塞信號(hào)還沒有傳輸?shù)紸为黎，A的幀已發(fā)送完畢，那么A就檢測不到?jīng)_突行您，而誤認(rèn)為已發(fā)送成功铭乾，不再發(fā)送。
d.由于信號(hào)的傳播時(shí)延娃循，檢測到?jīng)_突需要一定的時(shí)間炕檩，所以發(fā)送的幀必須有一定的長度。這就是時(shí)隙需要解決的問題捌斧。
這里可以把從A到B的傳輸時(shí)間設(shè)為T,在極端的情況下A要在2T的時(shí)間里才可以檢測到有沖突的存在笛质。
（1）理想情況下，電磁波在1KM電纜的傳輸時(shí)延約為5us(這個(gè)數(shù)字應(yīng)該記下來)捞蚂。
（2）在10Mbps的以太網(wǎng)中有個(gè)5-4-3的問題：10Mbps以太網(wǎng)最多只能有5個(gè)網(wǎng)段妇押，4個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器，而其中只允許3個(gè)網(wǎng)段有設(shè)備姓迅，其他兩個(gè)只是傳輸距離的延長敲霍。按照標(biāo)準(zhǔn)，10Mbps以太網(wǎng)采用中繼器時(shí)队贱，連接最大長度為2500米色冀。
那么在理想的情況下，時(shí)隙可以為2500/1000*5*2us=25us柱嫌，但是事實(shí)上并非如此簡單锋恬，實(shí)際上的時(shí)隙一定會(huì)比25us大些，比如中繼轉(zhuǎn)發(fā)延時(shí)等干擾编丘。IEEE將10M以太網(wǎng)的時(shí)隙定義為512比特時(shí)与学，即51.2us。
對(duì)于10Mbps以太網(wǎng)來說嘉抓，10Mb/s*51.2us=512bit索守，所以一般說的512bit時(shí)隙長度就是這樣來的。這個(gè)長度為512/8=64字節(jié)抑片，即最小幀長度64字節(jié)卵佛。以太網(wǎng)在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，如果在前面64字節(jié)沒有發(fā)生沖突的話，那么后續(xù)的數(shù)據(jù)就不會(huì)發(fā)生沖突截汪，以太網(wǎng)就認(rèn)為這個(gè)數(shù)據(jù)的發(fā)送是成功的疾牲。
5、強(qiáng)化碰撞措施
發(fā)送數(shù)據(jù)的站一旦發(fā)現(xiàn)了碰撞衙解，除了立即停止發(fā)送數(shù)據(jù)外阳柔，還要繼續(xù)發(fā)送32或48比特的人為干擾信號(hào)（jamming signal），以便讓所有用戶都知道已經(jīng)發(fā)生了碰撞蚓峦。對(duì)于10Mb/s以太網(wǎng)舌剂，發(fā)送32（或48）比特只需要3.2（或4.8）us。
A暑椰、B站知道發(fā)生碰撞后霍转，也要發(fā)送人為干擾信號(hào)。碰撞使A浪費(fèi)時(shí)間Tb+Tj干茉，可是整個(gè)信道被占用的時(shí)間還要增加一個(gè)單程端到端的傳播時(shí)延τ谴忧。因此總線被占用時(shí)間是Tb+Tj+τ很泊。
幀間最小間隔為9.6us角虫，相當(dāng)于96比特時(shí)間。這樣做是為了使剛剛收到數(shù)據(jù)幀的站的接收緩存來得及清理委造，做好接收下一幀的準(zhǔn)備戳鹅。
CSMA/CD協(xié)議的要點(diǎn)：
①準(zhǔn)備發(fā)送：適配器從網(wǎng)絡(luò)層獲得一個(gè)分組，加上以太網(wǎng)的首部和尾部昏兆，組成以太網(wǎng)幀枫虏，放入適配器的緩存中，準(zhǔn)備發(fā)送爬虱；
②檢測信道：若適配器檢測到信道忙隶债，則應(yīng)不停地檢測，一直等待信道轉(zhuǎn)為空閑跑筝。若檢測到信道空閑死讹，并在96比特時(shí)間內(nèi)信道保持空閑，就發(fā)送這個(gè)幀曲梗；
③在發(fā)送過程中仍不停地檢測信道赞警，若一直未檢測到碰撞，就順利把這個(gè)幀發(fā)送完畢虏两。若檢測到碰撞愧旦，則中止數(shù)據(jù)的發(fā)送，并發(fā)送人為干擾信號(hào)定罢。
④在中止發(fā)送后笤虫，適配器就執(zhí)行指數(shù)退避算法，等待r倍512比特時(shí)間后，返回步驟2琼蚯。
四境蜕、使用廣播信道的以太網(wǎng)
1.使用集線器的星形拓?fù)?/b>
傳統(tǒng)以太網(wǎng)最初是用粗同軸電纜，后用較便宜的細(xì)同軸電纜凌停，后用更便宜更靈活的雙絞線粱年。它采用星形拓?fù)洌切沃行挠锌煽啃苑浅８叩脑O(shè)備罚拟，叫集線器（hub台诗，使用了大規(guī)模集成電路芯片所以可靠性高）。雙絞線以太網(wǎng)總是和集線器配合使用的赐俗。每個(gè)站需要用兩對(duì)無屏蔽雙絞線（做在一根電纜內(nèi)）拉队，分別用于發(fā)送和接收。
雙絞線要能傳送高速數(shù)據(jù)阻逮，需要絞合度非常精確粱快。這樣能較少失真，減少干擾叔扼。
集線器的特點(diǎn)：
主要功能是對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行再生整形放大事哭，以擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)的傳輸距離，同時(shí)把所有節(jié)點(diǎn)集中在以它為中心的節(jié)點(diǎn)上瓜富。
①使用集線器的以太網(wǎng)在邏輯上仍是一個(gè)總線網(wǎng)鳍咱，各站共享邏輯上的總線，使用的還是CSMA/CD協(xié)議（各站中的適配器執(zhí)行協(xié)議）与柑。網(wǎng)絡(luò)中的各站必須競爭對(duì)傳輸媒體的控制谤辜，并且在同一時(shí)刻至多只允許一個(gè)站發(fā)送數(shù)據(jù)。
②一個(gè)集線器有很多接口价捧，像一個(gè)多接口的轉(zhuǎn)發(fā)器丑念。
③工作在物理層，每個(gè)接口只是簡單地轉(zhuǎn)發(fā)比特结蟋，不進(jìn)行碰撞檢測脯倚。
④采用了專門的芯片，進(jìn)行自適應(yīng)串音回波抵消椎眯。這樣就可使接口轉(zhuǎn)發(fā)出去的較強(qiáng)信號(hào)不致對(duì)該接口收到的較弱信號(hào)產(chǎn)生干擾（這種干擾即近端串音）挠将。每個(gè)比特在轉(zhuǎn)發(fā)前還要進(jìn)行再生整形并重新定時(shí)。
堆疊式（stackable）集線器：
由4~8個(gè)集線器堆疊起來编整，有少量的容錯(cuò)能力和網(wǎng)絡(luò)管理功能舔稀。例如，以太網(wǎng)中有一個(gè)適配器出了故障掌测，不停發(fā)送以太網(wǎng)幀内贮，這時(shí)集線器可檢測到這個(gè)問題产园，在內(nèi)部斷開與出故障的適配器的連線，使整個(gè)以太網(wǎng)仍然能正常工作夜郁。模塊化的機(jī)箱式智能集線器有很高的可靠性什燕。它全部的網(wǎng)絡(luò)功能都以模塊方式實(shí)現(xiàn)。各模塊均可進(jìn)行熱插播竞端，出故障時(shí)不斷電即可更換或增加新模塊屎即。集線器上的指示燈還可顯示網(wǎng)絡(luò)上的故障情況，給網(wǎng)絡(luò)的管理帶來了很大的方便事富。
IEEE 802.3 標(biāo)準(zhǔn)還可使用光纖作為傳輸媒體技俐，相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)是 10 BASE-F系列，F(xiàn)代表光纖统台。它主要用作集線器之間的遠(yuǎn)程連接雕擂。
2.以太網(wǎng)的信道利用率
假定發(fā)送幀需要時(shí)間T0，它等于幀長（bit）除以發(fā)送速率贱勃。成功發(fā)送一個(gè)幀需要占用信道時(shí)間是T0+τ井赌，多一個(gè)τ是因?yàn)橐粋€(gè)站發(fā)送的最后一個(gè)比特還要在以太網(wǎng)上傳輸。所以經(jīng)過時(shí)間T0+τ后以太網(wǎng)的媒體才能完全進(jìn)入空閑狀態(tài)贵扰，才能允許其他站發(fā)送數(shù)據(jù)仇穗。
要提高以太網(wǎng)的信道利用率，就必須減小t與T0之比拔鹰。在以太網(wǎng)中定義了參數(shù)a仪缸，它是以太網(wǎng)單程端到端時(shí)延t與幀的發(fā)送時(shí)間T0之比：
a=t/T0
當(dāng)a→0時(shí)，表示只要一發(fā)生碰撞列肢，就立即可以檢測出來，并立即停止發(fā)送宾茂，因而信道資源不會(huì)被浪費(fèi)瓷马。反之，參數(shù)a越大跨晴，表明爭用期所占的比例增大欧聘，這就使得信道利用率降低。因此端盆，以太網(wǎng)的參數(shù)a的值應(yīng)當(dāng)盡可能小些怀骤。
從上式可看出，這就要求分子t的數(shù)值要小些焕妙，分母T0的數(shù)值要大些蒋伦。這就是說，當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸速率一定時(shí)焚鹊，以太網(wǎng)的連線的長度受到限制（否則t的數(shù)值會(huì)太大）痕届，同時(shí)以太網(wǎng)的幀長不能太短（否則T0的值會(huì)太小）。
現(xiàn)在考慮一種理想化的情況研叫。假定以太網(wǎng)上的各站發(fā)送數(shù)據(jù)都不會(huì)產(chǎn)生碰撞（這顯然已經(jīng)不是CSMA/CD锤窑，而是需要使用一種特殊的調(diào)度方法），并且能夠非常有效地利用網(wǎng)絡(luò)的傳輸資源嚷炉，即總線一旦空閑就有某一個(gè)站立即發(fā)送數(shù)據(jù)渊啰。這樣，發(fā)送一幀占用線路的時(shí)間是T0+t申屹，而幀本身的發(fā)送時(shí)間是T0虽抄。于是我們可計(jì)算出極限信道利用率Smax為：
Smax=T0/(T0+t)=1/(1+a)
該式指出了參數(shù)a遠(yuǎn)小于1才能得到盡可能高的極限信道利用率。反之独柑，若參數(shù)a遠(yuǎn)大于1迈窟，則極限信道利用率就遠(yuǎn)小于1，而這時(shí)實(shí)際的信道利用率就更小了忌栅。
3.以太網(wǎng)的MAC層
1.MAC 層的硬件地址
在局域網(wǎng)中车酣，硬件地址又稱為物理地址、MAC地址（因?yàn)檫@種地址用在MAC幀中）索绪、鏈路地址湖员。
Ⅰ、含義
是指局域網(wǎng)上的每一臺(tái)計(jì)算機(jī)中固化在適配器的ROM中的地址（因此也叫適配器地址或適配器標(biāo)識(shí)符EUI—48）瑞驱，由硬件廠商決定娘摔，是不會(huì)變的。只要適配器不變唤反，它就不變凳寺。它是每一個(gè)站的“名字”或標(biāo)識(shí)符。如果連接在局域網(wǎng)上的主機(jī)或路由器安裝有多個(gè)適配器彤侍，那么這樣的主機(jī)或路由器就有多個(gè)“地址”肠缨，也就是說，這種48位地址應(yīng)當(dāng)是某個(gè)接口的標(biāo)識(shí)符盏阶。
Ⅱ晒奕、組成
起初，人們認(rèn)為用兩個(gè)字節(jié)（16位）表示地址就夠了名斟，但是后來希望在各地的局域網(wǎng)中的站具有互不相同的物理地址脑慧。為了使用戶在買到適配器并把機(jī)器連到局域網(wǎng)后馬上就能工作，而不需要等待網(wǎng)絡(luò)管理員給他分配一個(gè)地址砰盐，IEEE 802 標(biāo)準(zhǔn)就規(guī)定MAC地址字段可采用6字節(jié)（48位）或2字節(jié)（16位）這兩種中的一種闷袒。6字節(jié)地址字段可使全世界所有的局域網(wǎng)適配器都具有不相同的地址，現(xiàn)在的局域網(wǎng)適配器都用的這種楞卡。
6字節(jié)中的前3字節(jié)：由IEEE的注冊管理機(jī)構(gòu)RA（registration authority霜运，局域網(wǎng)全球地址的法定管理機(jī)構(gòu)）負(fù)責(zé)分配脾歇，所有生產(chǎn)局域網(wǎng)適配器的廠家必須向IEEE購買這3個(gè)字節(jié)構(gòu)成的號(hào)（即地址塊），這個(gè)號(hào)的正式名稱是組織唯一標(biāo)識(shí)符OUI（organizationlly unique identifier）淘捡，也叫公司標(biāo)識(shí)符（company_id）藕各。
24位的OUI不能單獨(dú)標(biāo)志一個(gè)公司，因?yàn)橐粋€(gè)公司可能有幾個(gè)OUI焦除，也可能幾個(gè)小公司合起來購買一個(gè)OUI瞪慧。
第1字節(jié)的最低位：I/G（individual/group）位忘古，為0時(shí)，地址字段表示一個(gè)單個(gè)站地址；為1時(shí)表示組地址牙捉，用來多播娇掏。
注意：有的書把上述最低位寫為“第一位”创肥，但“第一”含糊不清唠叛，因?yàn)榈刂酚浄ㄓ袃煞N：一種是把每一字節(jié)的最低位寫在最左邊（最左邊的最低位是第一位），IEEE 802.3 是這種記法灿渴，發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)先發(fā)最低位洛波；二種是把每一字節(jié)的最高位寫在最左邊（最左邊的最高位是第一位），發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)先發(fā)最高位骚露。
第1字節(jié)的最低第二位：IEEE考慮到有人不愿意購買OUI蹬挤，因此把此位規(guī)定為G/L（global / local）位。為1時(shí)是全球管理（保證在全球沒有相同地址）棘幸，廠商向IEEE購買的OUI都屬于全球管理焰扳。為0時(shí)是本地管理，用戶可任意分配網(wǎng)絡(luò)上的地址误续，采用2字節(jié)地址字段時(shí)全都是本地管理吨悍。以太網(wǎng)幾乎不適用這個(gè)G / L 位。
6字節(jié)中的后3字節(jié)：廠家自行指派女嘲，稱為擴(kuò)展標(biāo)識(shí)符（extended identifier）畜份，保證無重復(fù)地址即可。
用以上方式得到的48位地址稱為MAC—48欣尼，通用名稱是EUI—48。（extended unique identifier）停蕉，它不僅用于局域網(wǎng)的硬件地址愕鼓，還可喲關(guān)于軟件接口。
當(dāng)路由器通過適配器連接到局域網(wǎng)時(shí)慧起，適配器上的硬件地址就用來標(biāo)志路由器的某個(gè)接口菇晃。路由器如果同時(shí)連接到兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)上，那么它就需要兩個(gè)適配器和兩個(gè)硬件地址蚓挤。
Ⅲ磺送、適配器的重要功能
①進(jìn)行串行/并行轉(zhuǎn)換
②對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存
③在計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)安裝設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序
④實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)協(xié)議
⑤適配器從網(wǎng)絡(luò)上每收到一個(gè) MAC 幀就首先用硬件檢查 MAC 幀中的 MAC 地址驻子。如果是發(fā)往本站的幀則收下，然后再進(jìn)行其他的處理估灿。否則就將此幀丟棄崇呵，不再進(jìn)行其他的處理。
這里發(fā)往本站的幀有三種：
一是單播（unicast）幀（一對(duì)一）馅袁，即收到的幀的MAC地址與本站的硬件地址相同域慷。
二是廣播（broadcast）幀（一對(duì)全體），即發(fā)送給本局域網(wǎng)上所有站點(diǎn)的幀（全1地址）汗销。
三是多播（multicast）幀（一對(duì)多）犹褒，即發(fā)送給本局域網(wǎng)上一部分站點(diǎn)的幀。
所有的適配器都至少應(yīng)當(dāng)能夠識(shí)別兩種幀弛针，即能夠識(shí)別單播和多播地址叠骑。有的適配器可用編程方法識(shí)別多播地址。當(dāng)操作系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)削茁，它就把適配器初始化宙枷，使適配器能夠識(shí)別某些多播地址。顯然付材，只有目的地址才能使用廣播地址和多播地址朦拖。
以太網(wǎng)還可設(shè)置混雜方式（promiscuous mode），工作在混雜方式的適配器只要“聽到”有幀在以太網(wǎng)上傳輸那就悄悄接收下來厌衔，而不管是發(fā)往哪個(gè)站璧帝，當(dāng)然不中斷。黑客利用這種方法非法獲取網(wǎng)上用戶的口令富寿。但這種方式可幫助網(wǎng)絡(luò)維護(hù)和管理人員監(jiān)視和分析以太網(wǎng)上的流量睬隶，以便找出提高網(wǎng)絡(luò)性能的具體措施。嗅探器（sniffer）使用了設(shè)置為混雜方式適配器页徐，可幫助學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)的人員更好理解各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的原理苏潜。
2.MAC幀的格式
有兩種標(biāo)準(zhǔn)，一種是DIX Ethernet V2 標(biāo)準(zhǔn)（即以太網(wǎng)V2標(biāo)準(zhǔn)）变勇，另一種是IEEE的802.3標(biāo)準(zhǔn)恤左。這里只介紹使用的最多的以太網(wǎng)V2的MAC幀的格式。圖假定網(wǎng)絡(luò)層使用的是IP協(xié)議搀绣。
類型字段：用來標(biāo)志上一層使用的是什么協(xié)議飞袋，以便把收到的MAC幀的數(shù)據(jù)上交給上一層的這個(gè)協(xié)議。
數(shù)據(jù)字段：最小長度是46字節(jié)（64字節(jié)減去18字節(jié)的首部和尾部）
FCS字段：幀檢測序列（使用CRC檢驗(yàn)）
Ⅰ链患、MAC以太網(wǎng)子層如何知道從接收到的以太網(wǎng)幀中取出多少字節(jié)的數(shù)據(jù)交付給上一層協(xié)議巧鸭？
曼切斯特編碼：每一個(gè)碼元的正中間一定有一次電壓的轉(zhuǎn)換，發(fā)送方把一個(gè)碼元發(fā)送完后麻捻，就不再發(fā)送其他碼元了纲仍，因此電壓不再變化呀袱。這樣接收方就很容易找到以太網(wǎng)幀的結(jié)束位置。在這個(gè)位置往前數(shù)4字節(jié)（FCS長度是4字節(jié)）郑叠，就能確定數(shù)據(jù)字段的結(jié)束位置夜赵。
Ⅱ、數(shù)據(jù)字段小于46字節(jié)锻拘，即以太網(wǎng)的MAC幀長小于64字節(jié)怎么辦油吭？
注意到，MAC幀的首部沒有指出數(shù)據(jù)字段的長度是多少署拟。在有填充字段后婉宰，接收端的MAC子層在剝?nèi)ナ撞亢臀膊亢缶桶褦?shù)據(jù)字段和填充字段一起上交給上層協(xié)議。那么推穷，上層協(xié)議如何知道填充字段長度心包？（IP層不需要填充字段）上層使用IP協(xié)議時(shí)，首部有一個(gè)“總長度”字段馒铃，“總長度”加上填充字段長度蟹腾，應(yīng)等于MAC幀數(shù)據(jù)字段長度。
Ⅲ区宇、傳輸媒體上實(shí)際傳送的為什么要比MAC幀多8個(gè)字節(jié)娃殖？
因?yàn)楫?dāng)一個(gè)站在剛開始接收MAC幀時(shí)，由于適配器的時(shí)鐘尚未與到達(dá)的比特流達(dá)成同步议谷，因此MAC幀的最前面的若干位無法接收炉爆，結(jié)果使整個(gè)的MAC成為無用的幀。為了接收端迅速實(shí)現(xiàn)位同步卧晓，有了這8字節(jié)（硬件生成）芬首。
有兩個(gè)字段組成。第一個(gè)字段是7字節(jié)的前同步碼（1和0交替碼）逼裆，作用是使接收端的適配器在接收MAC幀時(shí)能迅速調(diào)整其始終頻率郁稍，使它和發(fā)送端的時(shí)鐘同步，即“實(shí)現(xiàn)位同步”（比特同步）胜宇。第二個(gè)字段是幀開始界定符耀怜，定義為10101011，前6位作用和前同步碼一樣桐愉，最后連續(xù)的1是要告訴接收端適配器：MAC幀的信息馬上就要來了封寞，請(qǐng)適配器注意查收。
MAC幀的FCS字段的檢查范圍不包括前同步碼和幀開始界定符仅财。
在使用SONET / SDH進(jìn)行同步傳輸時(shí)不需要用前同步碼，因?yàn)樵谕絺鬏敃r(shí)收發(fā)雙方的位同步總是一直保持著的碗淌。
Ⅳ盏求、為什么以太網(wǎng)不需要使用幀結(jié)束定界符抖锥，也不需要使用字節(jié)插入來保證透明傳輸？
這是因?yàn)樵谝蕴W(wǎng)上傳送數(shù)據(jù)時(shí)是以幀為單位的碎罚，傳送幀時(shí)各幀之間有間隙磅废。因此，接收端只要找到幀開始定界符荆烈，其后面的連續(xù)到達(dá)的比特流就都屬于同一個(gè)MAC幀拯勉。
Ⅴ、IEEE 802.3 規(guī)定的無效幀
①幀的長度不是整數(shù)個(gè)字節(jié)
②用收到的幀檢測序列FCS查出有差錯(cuò)
③收到的幀的MAC數(shù)據(jù)字段的長度不在46~1500字節(jié)之間憔购。
無效幀直接丟棄宫峦，以太網(wǎng)不負(fù)責(zé)重傳。
Ⅵ玫鸟、IEEE 802.3 規(guī)定的MAC幀格式與以太網(wǎng)V2 MAC幀格式的區(qū)別
①IEEE 802.3 規(guī)定的MAC幀的第三個(gè)字段是“長度 / 類型”导绷。這個(gè)值大于0x0600（相當(dāng)于十進(jìn)制的1536），就表示“類型”屎飘。這樣的幀和以太網(wǎng)V2 MAC幀完全一樣妥曲。只有當(dāng)這個(gè)值小于0x0600時(shí)，才表示“長度”钦购，即MAC幀的數(shù)據(jù)部分長度檐盟。顯然，數(shù)據(jù)字段的長度與長度字段的值不一致時(shí)押桃，是無效的幀葵萎。而由于以太網(wǎng)使用了曼切斯特編碼，長度字段無意義怨规。
②“長度 / 類型”字段值小于0x0600時(shí)陌宿，數(shù)據(jù)字段必須裝入上面的LLC子層的LLC幀。
由于廣泛使用的局域網(wǎng)只有以太網(wǎng)波丰，所以LLC幀失去了原來的意義壳坪。
五、擴(kuò)展的以太網(wǎng)
在物理層和鏈路層擴(kuò)展掰烟，這樣擴(kuò)展的以太網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)層看來仍然是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)爽蝴。
1.在物理層擴(kuò)展以太網(wǎng)（集線器）
以太網(wǎng)上的主機(jī)之間的距離不能太遠(yuǎn)，否則主機(jī)發(fā)送的信號(hào)經(jīng)過銅線的傳輸會(huì)衰減到使CSMA/CD協(xié)議無法正常工作纫骑。過去使用粗纜或細(xì)纜以太網(wǎng)時(shí)蝎亚，常使用工作在物理層的轉(zhuǎn)發(fā)器來擴(kuò)展以太網(wǎng)的地理覆蓋范圍。那時(shí)先馆，兩個(gè)網(wǎng)段可用一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器連接起來发框。IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定，任意兩個(gè)站之間最多可以經(jīng)過三個(gè)電纜網(wǎng)段煤墙。但隨著雙絞線以太網(wǎng)成為以太網(wǎng)的主流類型梅惯，擴(kuò)展以太網(wǎng)的覆蓋范圍已很少使用轉(zhuǎn)發(fā)器了宪拥。
現(xiàn)在，擴(kuò)展主機(jī)和集線器之間的距離的一種簡單方法就是使用光纖（通常是一對(duì)光纖）和一對(duì)光纖調(diào)制解調(diào)器铣减。
光纖調(diào)制解調(diào)器的作用就是進(jìn)行電信號(hào)和光信號(hào)的轉(zhuǎn)換她君。由于光纖帶來的時(shí)延很小，并且?guī)捄芨吆虼耸褂眠@種方法可以很容易地使主機(jī)和幾公里以外的集線器相連接缔刹。
上圖好處：使不同系的以外網(wǎng)可以進(jìn)行跨系通信，另外擴(kuò)大了以太網(wǎng)的覆蓋范圍劣针。
上圖缺點(diǎn)：①每一個(gè)系的 10BASE-T 以太網(wǎng)是一個(gè)獨(dú)立的碰撞域（collision domain校镐，又稱沖突域），即在任一時(shí)刻酿秸，每一個(gè)碰撞域中只能有一個(gè)站在發(fā)送數(shù)據(jù)灭翔，每一個(gè)系吞吐量是10Mb/s，連在一起后還是10Mb/s辣苏，而不是30Mb/s肝箱。當(dāng)某個(gè)系的兩個(gè)站在通信時(shí)所傳送的數(shù)據(jù)會(huì)通過所有的集線器進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，使得其他系的內(nèi)部在這時(shí)都不能通信（一發(fā)送就碰撞）稀蟋。
②如果不同的系使用不同的以太網(wǎng)技術(shù)（如數(shù)據(jù)率不同）煌张，那么就不可能用集線器互連。如有三個(gè)系分別為10Mb/s退客、10Mb/s骏融、100Mb/s，那么用集線器連接起來后萌狂，大家都只能工作在10Mb/s的速率档玻。集線器基本是個(gè)多接口（即多端口）的轉(zhuǎn)發(fā)器，它不能把幀進(jìn)行緩存茫藏。
集線器误趴、交換機(jī)、路由器的比較
集線器：共享帶寬务傲、半雙工凉当，在物理層
交換器：獨(dú)享帶寬、全雙工售葡，在鏈路層
如果用最簡單的語言敘述交換機(jī)與集線器的區(qū)別看杭，那就應(yīng)該是智能與非智能的區(qū)別。集線器說白了只是連接多個(gè)計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備挟伙，它只能起到信號(hào)放大和傳輸?shù)淖饔寐ケⅲ荒軐?duì)信號(hào)中的碎片進(jìn)行處理，所以在傳輸過程中容易出錯(cuò)。而交換機(jī)則可以看作為是一種智能型的集線器烘豹，它除了擁有集線器的所有特性外瓜贾，還具有自動(dòng)尋址、交換携悯、處理的功能。并且在數(shù)據(jù)傳遞過程中筷笨，發(fā)送端與接受端獨(dú)立工作憔鬼，不與其它端口發(fā)生關(guān)系，從而達(dá)到防止數(shù)據(jù)丟失和提高吞吐量的目的胃夏。
所謂路由就是指通過相互連接的網(wǎng)絡(luò)把信息從源地點(diǎn)移動(dòng)到目標(biāo)地點(diǎn)的活動(dòng)轴或。路由器可以讓不同子網(wǎng)、網(wǎng)段進(jìn)行互連仰禀，因此路由器與集線器照雁、交換機(jī)不同，它一般安裝在網(wǎng)絡(luò)的“骨干”部位答恶。在網(wǎng)絡(luò)層饺蚊。
