以太网是建立在CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection）机制上的广播型网络。冲突的产生是限制以太网性能的重要因素，早期的以太网设备如HUB是物理层设备，不能隔绝冲突扩散，限制了网络性能的提高。而交换机做为一种能隔绝冲突的二层网络设备，极大的提高了以太网的性能，正逐渐替代HUB成为主流的以太网设备。然而交换机对网络中的广播数据流量不做任何限制，这也影响了网络的性能。通过在交换机上划分VLAN和采用L3交换机可解决这一问题。

·        万兆以太网线缆标准

万兆以太网线缆标准为IEEE802.3ae。网络线缆只可以使用光纤，全双工模式。

CSMA/CD，我有一篇文章详述了，而且这技术过时了，不值累赘。

·    C最小帧长与最大传输距离

·        最小帧长

以太网中，最小帧长为64字节，也是最考验设备的，最大9600。

以太网的双工模式

以太网的物理层存在半双工和全双工两种模式。

·        半双工，只有被淘汰的hub了。

·        全双工

以太网的自动协商

·        自动协商的目的

·        自动协商原理

NLP（NormalLink Pulse）码流。FLP（FastLink Pulse）码流

HUB

·        HUB原理简介

当用双绞线把终端设备进行互连时，需要一个中间设备来进行集中，这个设备就是集线器HUB。

以太网的数据链路层

以太网链路层的分层结构

在以太网中，针对不同的双工模式，提供不同的介质访问方法：

·        在半双工模式下采用的是CSMA/CD的访问方式。

·        而在全双工模式下则可以直接进行收发，不用预先判断链路的忙闲状态。

分为媒体接入控制子层（MAC）和逻辑链路控制子层（LLC）。

MAC子层的功能简介

MAC（MediaAccess Control）子层负责完成下列任务：

·        提供物理链路的访问。

MAC子层是物理层相关的，也就是说，不同的物理层有不同的MAC子层来进行访问。

·        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，即MAC地址，来标识网络上的唯一一个站点。

MAC地址可分为下面几种类别：

§  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，这样的地址是固化在硬件（如网卡）里面的。

§  广播MAC地址

如ffff.ffff.ffff。

§  组播MAC地址

这是一个逻辑的MAC地址，用于代表网络上的一组终端。00015e

组播MAC地址第8Bit是1，例如000000011011101100111010101110101011111010101000。

以太网帧结构

·    Ethernet_II的帧结构

Ethernet_II的帧中各字段说明如下：

§  DMAC

DMAC（DestinationMAC）是目的地址。DMAC确定帧的接收者。

§  SMAC

SMAC（SourceMAC）是源地址。SMAC字段标识发送帧的工作站。

§  Type

两字节的类型字段用于标识数据字段中包含的高层协议，也就是说，该字段告诉接收设备如何解析数据字段。

§  Data

数据字段的最小长度必须为46字节以保证帧长至少为64字节，这意味着传输一字节信息也必须使用46字节的数据字段。

如果填入该字段的信息少于46字节，该字段的其余部分也必须进行填充。

数据字段的最大长度为1500字节。

§  CRC

CRC（CyclicRedundancy Check）循环冗余校验字段提供了一种错误检测机制。

每一个发送器都计算一个包括了地址字段、类型字段和数据字段的CRC码，然后将计算出的CRC码填入4字节的CRC字段。

·        IEEE802.3的帧结构

IEEE802.3帧格式类似于Ethernet_II帧，只是Ethernet_II帧的Type域被802.3帧的Length域取代，并且占用了Data字段的8个字节作为LLC和SNAP字段。

§  Length

Length字段定义了Data字段包含的字节数。

§  LLC

LLC（LogicalLink Control）由目的服务访问点DSAP（Destination Service Access Point）、源服务访问点SSAP（Source Service Access Point）和Control字段组成。

§  SNAP

SNAP（Sub-networkAccess Protocol）由机构代码（org code）和类型（Type）字段组成。orgcode三个字节都为0。Type字段的含义与Ethernet_II帧中的Type字段相同。

LLC子层

提到了MAC子层形成的帧结构，包括IEEE802.3的帧和ETHERNET_II帧。在ETHERNET_II帧中，由Type字段区分上层协议，这时候就没有必要实现LLC子层，仅包含一个MAC子层。

IEEE802.3帧中的LLC子层除了定义传统的链路层服务之外，还增加了一些其他有用的特性。这些特性都由DSAP、SSAP和Control字段提供。

例如以下三种类型的点到点传输服务：

·        无连接的数据包传输服务

目前的以太网实现就是这种服务。

·        面向连接的可靠的数据传输服务

预先建立连接再传输数据，数据在传输过程中可靠性得到保证。

·        无连接的带确认的数据传输服务。