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华为HCIA-Datacom学习笔记——OSI数据链路层

2023-11-10

系列文章目录

第一章：网络的定义和网络的历史

第二章：数据交换传输形式

第三章：OSI物理层

第四章：OSI数据链路层

前言

本文是华为HCIA-Datacom网络工程师的个人学习笔记，本人能力有限内容仅供参考，欢迎各为大佬指正。

一、以太

以太（Ether）是古希腊哲学家亚里士多德所设想的一种物质。是物理学史上的一种假想的物质概念。在亚里士多德看来，物质除了水、火、气、土之外，还存在于天空上层的以太。随着近代物理的发展人们将以太定义为电磁波，电磁波描述网络的传输

1、以太网

用以太组成一个网的结构称为以太网。

二、网络通信协议

OSI
TCP/IP
IPX/SPX——novell（诺威尔软件公司）提出的网络通信协议
SNA——IBM（蓝色巨人公司）提出的网络通信协议
小结：各个通信协议都有相应的对标，只是相应的划分与命名有区别。

③、局域网下的协议划分

Ethernet 2（E2） IEEE 802.3（802.3）
1.D MAC:目的 MAC地址 1.D MAC:目的 MAC地址
2.S MAC:源 MAC地址 2.S MAC:源 MAC地址
3.TYPE:类型—标识网络层的协议 length=长度–标识data数据的大小
/ LLC=逻辑链路控制,目标服务接入点=SAP
/ D SAP：我要去往的服务
/ S SAP：发送时携带的自身服务
/ control：控制器，迄今为止没有开发出来
/ SNAP：子网络接入服务点-标识私有路由技术
/ org code：标识出谁研发的type=PID：标识研发出来的是什么技术
4.FCS:帧校验序列-差错检测-CRC循环冗余校验 4.FCS:帧校验序列-差错检测-CRC循环冗余校验
E2的帧格式 802.3的帧格式

E2的单播数据传输过程：
1、由发送者填充源目MAC地址信息，以及TYPE字段表示上层协议，并且进行CRC校验。将校验的值填充至FCS字段中，向下让物理层进行转发。
2、接收端，收到数据后
3、
（1）首先检查目的MAC是否为自身，如果不是则丢弃，如果是进行下一步处理
（2）将数据同样进行一次CRC校验，然后比对自身FCS字段，如果不同则丢弃，如果相同则进一步处理；
（3）查看TYPE字段，交由type字段标识，交由上层协议处理

注意：E2承载开放协议，802.3既可以承载开放协议，也可以承载私有协议。

选择：如果面对，数据传输量很大，并且还需要压缩上层DATA数据长度时–优选E2
如果面对，数据流量，进行额外的私有协议传输—优选802.3
数据在经过数据链路层封装时，只能封装一种

三、以太网的MAC地址

1.mac地址

mac地址是物理网卡上的物理地址，烧录在网卡上。具有不可替换，全球唯一的特性（相当于人的身份证号码）。由IEEE定义。

IEEE=电气电子工程师学会–全球最大的专业技术组织—定义各类通信行业领域规则的。

划分步骤将48位进行划分
OUI——24位
24位——划分给华为（供应商）
由华为继续划分
12位——0代表交换机
12位——1代表路由器
物理地址. . . . . . . . . . . . . : 02-00-4C-4F-4F-50
16进制对映2进制的话—1比4的关系
1=0001
2=0010
3=0011
：
：
A（10）=1010
B（11）=1011
C（12）=1100
D（13）=1101
E（14）=1110
F（15）=1111

2.MAC类型

对于MAC地址来说，根据通信形式不同还存在不同MAC类型：
单播：物理网卡上所有的MAC地址都为单播地址数据通信，进行点到点的访问，就叫单播通信数据封装，源单播MAC，目的单播MAC，则为单播通信。

组播 ：虚拟出来的MAC地址，IGMP协议生成的，将单播地址加入进来数据通信，点到多点进行访问，那么就叫组播通信数据封装，源单播MAC和目的组播MAC通信时，则为组播通信。

== 广播==：数据通信，点到所有进行访问，那么就加广播通信数据封装，源单播MAC和目的广播MAC通信时，则为广播通信。
区分形式：
单播MAC地址：从左向右，第8bit，为0，就为单播通信

组播MAC地址：从左向右，第8bit，为1，就为组播通信

广播MAC地址：从左向右，全部为1，就为广播通信

各个环境的总结

场景A-单播环境：

1、由发送者填充源目MAC地址信息，以及TYPE字段表示上层协议，并且进行CRC校验。将校验的值填充至FCS字段中，向下让物理层进行转发。
2、接收端，收到数据后
3、（1）首先检查目的MAC是否为自身，如果不是则丢弃，如果是进行下一步处理
（2）将数据同样进行一次CRC校验，然后比对自身FCS字段，如果不同则丢弃，如果相同则进一步处理；
（3）查看TYPE字段，交由type字段标识，交由上层协议处理。

场景B-组播环境

1、由发送者填充源目MAC地址信息，以及TYPE字段表示上层协议，并且进行CRC校验。将校验的值填充至FCS字段中，向下让物理层进行转发。
2、接收端，收到数据后
3、（1）首先检查目的MAC是否为自身，如果不是则丢弃，如果是则查看自身是否加入到组播组中，如果没加入丢弃，如果加入了进行下一步
（2）将数据同样进行一次CRC校验，然后比对自身FCS字段，如果不同则丢弃，如果相同则进一步处理；
（3）查看TYPE字段，交由type字段标识，交由上层协议处理。

场景C-广播环境

1、由发送者填充源目MAC地址信息，以及TYPE字段表示上层协议，并且进行CRC校验。将校验的值填充至FCS字段中，向下让物理层进行转发。
2、接收端，收到数据后
3、（1）首先检查目的MAC是否为自身，如果是广播，如果是进行下一步处理
（2）将数据同样进行一次CRC校验，然后比对自身FCS字段，如果不同则丢弃，如果相同则进一步处理；
（3）查看TYPE字段，交由type字段标识，交由上层协议处理。

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