以太網的起源和發展，看完你就明白了！
基礎知識
1. About Ethernet
Ethemet(以太網)于20世紀70年代中期,由Xerox公司分部Palo Alto研究中心( PARC )開發的。Xerox最早發明的是一個2Mbps的以太網,后來又和Intel 和DEC合作開發了出了10Mbps 的以太網,俗稱(Ethernet II或Ethemet DIX)，后來IEEE通過802委員會(802 Comitee)把Ethernet標準化為IEEE 802.3.它和Ethernetll十分相似。
在TCP/IP中以太網的IP數據報文的封裝格式由RFC 894定義,IEEE802.3網絡的IP數據報文封裝由RFC1042定義。當今最常使用的封裝格式是RFC894定義的格式,通常稱為Ethernet II或者Ethemet DIX.
2. 管理 MAC表
- show mac address-table
- clear mac address-table
綁定一個mac地址到一個接口
- Switch(config)# mac address-table static機器的mac接口vlan vlan號
要取消用no mac addres s-static ....
以太網的數據鏈路層
在以太網中,針對不同的雙工模式,提供不同的介質訪問方法：
- 在半雙工模式下采用的是CSMA/CD的訪問方式。
- 而在全雙工模式 下則可以直接進行收發,不用預先判斷鏈路的忙閑狀態。
半雙工和全雙工是物理層的概念,而針對物理層的雙工模式提供不同訪問方式則是數據鏈路層的概念,這樣就形成了以太網的一個重要特點:數據鏈路層和物理層是相關的。
由于以太網的物理層和數據鏈路層是相關的,針對物理層的不同工作模式,需要提供特定的數據鏈路層來訪問。這給設計和應用帶來了一些不便。
為此一些組織和廠家提出把數據鏈路層再進行分層分為邏輯鏈路控制子層( LLC )和媒體訪問控制子層MAC )。這樣不同的物理層對應不同的MAC子層, LLC子層則可以完全獨立。如圖1-4所示。
1. MAC子層
MAC子層負責如下任務：
- 提供物理鏈路的訪問。
- 鏈路級的站點標識 :在數據鏈路層識別網絡上的各個站點。
- 也就是說，在該層次保留了一個站點地址,即MAC地址,來標識網絡上的唯一個站點。
- 鏈路級的數據傳輸 :從LLC子層接收數據,附加上MAC地址和控制信息后把數據發送到物理鏈路上;在這個過程中提供校驗等功能。
MAC子層是物理層相關的,也就是說,不同的物理層有不同的MAC子層來進行訪問。在以太網中,主要存在兩種MAC：
- 半雙工MAC :物理層運行模式是半雙工時提供訪問。
- 全雙工 MAC :物理層運行模式是全雙工時提供訪問。
這兩種MAC都集成在網卡中,網卡初始化的時候一般進行自動協商, 根據自動協商的結果決定運行模式,然后根據運行模式選擇相應的訪問MAC。
MAC地址
MAC地址是燒錄在網卡( Network Interface Contoller,NIC )的ROM里的
高位是individual/group位,當它的值為0時,就可以認為這個地址實際上是設備的MAC地址。當它的值為1時,就可以認為這個地址表示以太網中的廣播地址或組播地址,或者表示TR和FDDI中的廣播地址或功能地址。下一位是G/L位(也稱為U/L,這里的U表示全局)當這-位設置為0時,就表示一個全局管理地址(由IEEE分配),當這一位為1時,就表示一個在管理上局部本地的地址(就像在DECnet中-樣)以太網一直使用全局唯一地址。
2. 以太網幀格式
PS :在以太網中,由于沖突的存在,共享介質上兩臺主機同時發frame ,將產生沖突。根據特定的算法,以
太網中, frame的最小長度為64字節。
PS :目前我們所使用到的以太網幀基本都是Ethemet II幀
IEEE802.3幀根據DSAP和SSAP字段的取值又可分為以下幾類：
(1) 當DSAP和SSAP都取特定值0xff時, 802.3幀就變成了Netware ETHERNET幀,用來承載NetWare類型的數據。
(2) 當DSAP和SSAP都取特定值0xaa時, 802.3幀就變成了ETHERNET_SNAP幀。
- ETHERNET_SNAP 幀可以用于傳輸多種協議。因此, SNAP可以被看作一種擴展,它允許廠商創建自己的以太網傳輸協議。
- ETHERNET_SNAP標準由IEEE802.1委員會制定以保證IEEE802.3局域網和以太網之間的互操作性。
(3) DSAP和SSAP其他的取值均為純IEEE802.3幀。
3. LLC子層
在前文的介紹中提到了MAC子層形成的幀結構,包括IEEE802.3的幀和ETHERNET_II幀。
在ETHERNET_II幀中,由Type字段區分上層協議,這時候就沒有必要實現LLC子層,僅包含一個MAC子層。而IEEE802.3幀中的LC子層除了定義傳統的鏈路層服務之外,還增加了一些其他有用的特性。這些特性都由DSAP、SSAP 和Control字段提供。
例如以下三種類型的點到點傳輸服務：
- 無連接的數據包傳輸服務：目前的以太網實現就是這種服務。
- 面向連接的可靠的數據傳輸服務：預先建立連接再傳輸數據,數據在傳輸過程中可靠性得到保證。
- 無連接的帶確認的數據傳輸服務：該類型的數據傳輸服務不需要建立連接,但它在數據的傳輸中增加了確認機制,使可靠性大大增加。
下面通過一個例子來說明SSAP和DSAP的應用。假設終端系統A和終端系統B要使用面向連接的可靠的數據傳輸服務,這時候會發生如下過程：
- A給B發送一個數據幀,請求建立一個面向連接的可靠連接。
- B接收到以后,判斷自己的資源是否夠用(即是否建立了太多的連接) ,如果夠用,則返回-個確認信息,該確認信息中包含了識別該連接的SAP值.
- A接收到回應后,知道B已經在本地建立了跟自己的連接。A也開辟一個SAP值,來表示該連接,并發一個確認給B,連接建立。
- A的LLC子層把自己要傳送的數據進行封裝,其中DSAP字節填寫的是B返回的SAP，SSAP字節填寫的是自己開辟的SAP ,然后發給MAC子層。
- A 的MAC子層加上MAC地址和LENGTH字段之后,發送到數據鏈路上。
- B 的MAC子層接收到該數據幀之后,提交給LLC子層, LLC子層根據DSAP字段判斷出該數據幀屬于的連接。
- B 根據該連接的類型進行相應的校驗和確認,通過這些校驗和確認后,才向上層發送。
- 數據傳輸完畢之后, A給B發送一個數據幀來告訴B拆除連接,通信結束。
