OSI資料鏈路層

一、資料鏈路層的子層

資料鏈路層是其上各層的軟體程序與其下的物理層之間的連線層。它與僅在軟體或硬體中執行的層次有所不同。由於是軟體與物理之間的過渡層，資料鏈路層能夠分為兩個子層，執行相應的功能：

邏輯鏈路控制層（llc）：定義了向網路層協議提供服務的軟體程序。放入幀中的資訊用於確定幀所使用的網路層協議，此資訊允許多個第三層協議，如ipv4、ipv6、ipx。

介質訪問控制層（mac）：定義了硬體所執行的介質訪問程序。mac根據介質的物理訊號要求和使用的資料鏈路層協議型別，提供資料鏈路層編址和資料分界方法。

其實說白了就是既要控制軟體部分又要照顧硬體部分。後面的幀結構中比較明顯。

二、幀

幀是每個資料鏈路層協議的關鍵要素。資料鏈路層需要控制資訊才能使協議正常工作。

資料鏈路層幀包括如下元素：

資料：來自網路層的資料報。

幀頭：包含控制資訊，且位於幀的開頭位置。

幀尾：包含控制資訊，且位於幀的結尾。

沒有一種幀結構能夠滿足通過所有型別介質的全部資料要求。根據環境的不同，幀總所需的控制資訊量也相應變化（運用不同的第2層協議）。

幀頭包含第2層協議針對特定邏輯拓撲和介質指定的控制資訊。幀控制資訊對於每種協議都是唯一的。

典型的幀頭字段包括：

幀開始字段：是特定的一段2進製資料形式，表示幀的開始位置；

優先順序/服務質量字段：表示要處理的特殊通訊服務型別；

型別字段：表示幀中包含的上層服務；

邏輯連線控制字段：用於在節點中建立邏輯連線；

物理鏈路控制字段：用於建立介質鏈路；

流量控制字段：用於開始和停止通過介質的流量；

擁塞控制地段：表示介質中的擁塞。

典型的幀尾字段包括：

幀校驗序列(fcs)：用於檢測幀內容是否有誤。一般是迴圈冗餘校驗（crc）。

幀停止字段：和幀開始字段類似，也是特定的一段2進製資料形式，表示幀的結束位置。

三、mac的編址方式

mac位址基於ieee為廠商制定的強制規則而分配，以確保每台乙太網裝置使用全球唯一位址。ieee為廠商分配了乙個3位元組的**，稱為組織唯一標示符（oui）。

ieee要求廠商遵守兩條簡單的規定：

1、分配給網絡卡過其他乙太網裝置的所有mac位址都必須使用廠商分配的oui作為前3個位元組；

2、oui相同的所有mac位址的最後3個位元組必須是唯一的值（廠商**或序列號）。

mac位址通常稱為燒錄位址（bia），因為它被燒錄到網絡卡的rom中。這意味著該位址會永久編碼到rom晶元中，軟體無法更改。但是當計算機啟動時，網絡卡會將該位址複製到ram中。在檢查幀時，將使用ram中的位址作為源位址與目的位址進行比對。

bia有時也稱為全球管理位址（uaa）。替代uaa位址，裝置有時也可以配置區域管理位址（laa）。由於可以為裝置配置乙個特定的mac值，所以laa位址便於進行網路管理。這意味著可以不改變位址而替換nic（網絡卡）或另外一台裝置。

四、2、3兩層位址的比較

第3層位址稱為邏輯位址，常用的是ip。第2層位址稱為實體地址，常用的是mac。

與第3層的邏輯位址不同，實體地址不能指明裝置位於那個網路上。如果裝置被移到其他網路或子網，它依然有相同的第2層位址。

由於幀金庸與在本地介質的節點間傳輸資料，因此資料鏈路層位址僅用於本地傳輸（這就是為什麼每一次路由器接收到幀後就將第2層封裝解封裝，**的時候又再次由路由網絡卡進行封裝幀）。第2層位址在本網之外沒有意義。而且邏輯位址在資料報傳送的過程中是不變的（路由唯讀邏輯位址不改變邏輯位址）。

五、集線器與交換機的區別

傳統乙太網中使用共享介質和基於競爭的mac。在lan中利用集線器互聯節點。集線器不執行任何過濾，而是將所有位元**到其連線的每台裝置。這會迫使lan中得所有裝置共享介質頻寬。

交換機可以將lan細分為多個單獨的衝突域，其中每個埠代表乙個衝突域，並為該埠提空完全的介質頻寬。由於每個衝突域中得節點減少了，各個節點可用的平均頻寬也就增多了，衝突也隨之減少。