1.2 以太网基本概念及原理(6)

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第2章 数据链路层

候如果物理层检测到了冲突（即有另外一个终端同时发送数据），则通过冲突检测指示信号给MAC子层一个指示，告诉MAC子层线路上发生了碰撞。这时候，MAC子层马上停止数据的发送，并发送一连串干扰信号，达到让网络上所有的设备都知道产生冲突的目的。等待一段时间后，MAC层再次检查链路空闲信号，进行数据发送。

如果物理层接收到了数据，则通过数据接收指示来告诉MAC子层自己接收到了数据，然后把数据放到接收数据线上（跟发送数据线一样，也是8位组信号线），传给MAC子层。

从上面的分析中，可以看出这六种信号是： ? 数据发送线，一个8位组信号线； ? 数据接收线，一个8位组信号线；

? 链路空闲信号：一个指示位，指示链路是否空闲；

? 冲突检测信号：一个指示位，物理层使用该信号向MAC子层报告冲突发

生；

? 发送数据指示：MAC子层要传输数据时通过该信号告诉物理层； ? 接收数据指示：物理层接收到数据后通过该信号告诉MAC子层。 ??提示：?

MAC子层一般是在一块ASIC芯片上实现，该ASIC芯片通过引脚跟物理层连接，每个引脚为一个信号线，这些信号线组成了一些功能信号，上面提到的这六种信号就是功能信号中的一部分。

2.3.2 全双工MAC子层

全双工MAC子层相对半双工MAC子层简单，因为它不需要检测链路的空闲与忙的状态，所以就去除了上面的链路空闲信号和冲突检测信号。其工作过程如下：

当MAC子层有数据要发送的时候，通过数据发送指示告诉物理层，然后把数据一个字节一个字节的通过数据发送线发送出去。如果物理层检测到了数据到达，则通过接收指示信号告诉链路层，自己接收到了数据，然后通过接收数据线把数据传到MAC子层。

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第2章 数据链路层

??提示：?

数据链路层跟物理层之间交换数据的时候（不是控制信号），是按字节进行的，这从接收数据和发送数据的信号线根数可以看出来。

2.3.3 MAC地址和数据帧的收发

除了完成物理链路的访问以外，MAC子层还负责完成下列任务：

? 链路级的站点标识：在数据链路层识别网络上的各个站点。也就是说，在

该层次保留了一个站点地址（就是所谓的MAC地址），来标识网络上的唯一一个站点；

? 链路级的数据传输：从上层（LLC子层）接收数据，附加上MAC地址和

控制信息后把数据发送到物理链路上；在这个过程中搀杂了校验等功能。 为了进行站点标识，在MAC子层保留了一个唯一的站点MAC地址，来区分该站点。MAC地址是一个48比特的数字，分为下面几种类别：

?

物理MAC地址：这种类型的MAC地址唯一的标识了以太网上的一个终端（比如网卡等），实际上这样的地址是固化在硬件里面的；

?

广播MAC地址：这是一个通用的MAC地址，用来表示网络上的所有终端设备；

?

组播MAC地址：这是一个逻辑的MAC地址，来代表网络上的一组终端。它的特点是最左边一个字节的第一比特（低比特位）为1。

上层要发送数据的时候，把数据提交给MAC子层，MAC子层有自己的缓冲区，把上层提交给自己的数据进行缓存，然后增加上目的MAC地址和自己的MAC地址（源MAC地址），计算出数据帧的长度，形成下列格式的数据包：

DMACSMACLength/TDATA/PAD图2-6 以太网帧格式

FCS 在这个图中，DMAC代表目的终端的MAC地址，SMAC代表源MAC地址，而LENGTH/TYPE字段则根据值的不同有不同的含义：当LENGHT/TYPE > 1500时，代表该数据帧的类型（比如上层协议类型），当LENGTH/TYPE < 1500时，代表该数据帧的长度。DATA/PAD则是具体的数据，因为以太网数据帧的最小长度必须不小于64字节（根据半双工模式下最大距离计算获得

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第2章 数据链路层

的），所以如果数据长度加上帧头不足64字节，需要在数据部分增加填充内容。FCS则是帧校验字段，来判断该数据帧是否出错。 上面介绍了数据的发送过程，下面说一下数据接收过程：

在计算机的网卡中维护一张接收地址列表，每当计算机网卡接收到一个数据帧之后，就把数据帧的目的MAC地址提取出来，跟列表中的条目进行比较，只要有一项匹配，则接收该数据帧，若无任何匹配的项目，则丢弃该数据帧。在这张接收地址列表中至少有下面两项：

1． 计算机网卡的MAC地址：该地址固化在网卡的ROM里面； 2． 广播MAC地址：该地址代表网络上的所有主机。

如果上层应用程序加入一个组播组，则该应用程序会通知网络层，然后网络层通知数据链路层，数据链路层根据应用程序加入的组播组形成一个组播MAC地址，并把该组播MAC地址加入接收地址列表，这样当有针对该组的数据帧的时候，MAC子层就接收该数据帧并向上层发送。这个组播过程在以后会详细讲解。

2.4 LLC子层

在上面的介绍中提到了MAC子层形成的一个帧结构，其中有一个字段是LENGTH/TYPE。这个字段的长度是2字节，根据取值的范围有不同的含义，在小于或等于1500的情况下，该值代表数据帧数据部分的长度，但当大于1500的时候，则代表该帧的数据部分的类型，比如该数据帧是哪个上层协议（比如IP，IPX，NETBEUI等）的数据单元等。 …… 此处隐藏：494字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……