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局域网知识框架；介质访问控制（MAC:media access control媒介访问控制，用来解决多路访问控制的问题）、IEEE802标准、数据链路层等等
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局域网
IEEE802标准
IEEE802协议：定义了若干种局域网LAN,包括对物理层、介质访问控制MAC子层的定义和描述
以太网 (ETHERNET)
物理层
802.3-2005标准中定义的物理层结构
主流结构
两个部分
RS(协调子层，偏重逻辑功能-协议）
PHY(物理层器件，偏重物理实现-机械，电气，功能)
PCS
物理编码子层
PMA
物理介质接驳
PMD
物理介质相关
两个接口
xMII(介质无关接口，并行接口)
MDI(介质相关接口，串行接口)
PHY规范
数据链路层
服务
无连接：发送帧的网卡与接收帧的网卡之问没有连接建立过程
不可靠：接收网卡收到信息后不发送确认帧 差错帧直接丢弃，丢弃帧的重传靠上层传输层协议，否则，数据帧容易去失
提供统一的以太网帧格式 （帧的格式依附于不同技术，而且随着技术的发展，帧的格式也在不断的发展）
Ethernet II即DIx 2.0: Xerox与DEC、Intel在 1982年制定的以太网标准帧格式。 Cisco名称为：ARPA （大多数以太网数据包） 以太网V2的 MAC 帧较为简单，由五个字段组成。前两个字段分别为6字节长的目的地址和源地址字段。第三个字段是2字节的类型字段，用来标志上一层使用的是什么协议，以便把收到的 MAC 帧的数据上交给上一层的这个协议。 第四个字段是数据字段，其长度在46到1500字节之间 最后一个字段是4字节的帧检验序列 FCS （使用 CRC 检验 ）
mac帧解剖之mac地址
作用：用来区別一个局域网上的主机，相当于一台主机的唯一标识符，通常被烧制在网卡NIC中。
格式：为了保证MAC地址不会重复，由IEEE作为MAC地址的法定管理机构，它负责将地址字段的前了个字节（高24位）统一分配给厂商．而低24位则由厂商分配
获取方式：通过命令：ipconfig/ all即可得知主机的MAC地址
类型
单播地址（一对一）：用于单播地址的帧将发送给网络中唯一一个由单播地址指定的站点。当MAC地址中的I/G位为0时就表示该MAC地址是单播地址。
广播地址（一对全体）：当目的地址为广播地址时，表示该帧将发送给所有节点。广播地址是所有位都为1（写成十六进制就是FF-FF-FF-FF-FF-FF）的MAC地址。
多播地址（一对多）：当目的地址为多播地址时，表示该帧将发送给网络中一部分（一组）站点。多播地址是I/G位为1的MAC地址。
IEEE 802.2/802.3 SNAP： IEEE在1985年公布的Ethernet 802.3的SNAP版本以太网帧格式。 Cisco 名称为：SNAP （交换机之间的BPDU,VLAN Trunk,CDP则采用802.3SNAP协议）
MAC子层提供两种运行模式
半双工模式 (half duplex)：CSMA/CD算法竞争共享信道-传统以太网
全双工模式 (full duplex):独占物理介质，介质全双工信道，无需 CSMA/CD算法一现代以太网
帧结构
前导字符➕起始符SFD（共8字节） 前7字节是10101010交替出现，通知接收端准备接收数据帧，主要供接收端进行比特同步用 后1字节是10101011B，一旦收到两个连续的1,帧开始 作用：使接收节点进行同步并做好接收数据帧的准备 10baseT-以太网帧不使用帧结束定界符，当总线上载波消失，信道空闲，网络接口检测不到信号，可判断一帧结束
目的地址DA （6字节）
使用广播地址和多播地址，也使用单播地址。
源地址SA（6字节）
只有单播地址.
数据长度：数据字段的长度 (46-1500B) (2字节) 1500B主要根据DIX标准制定时，收发器需要足够的 RAM 存放一个完整的帧
数据：来自上层的PDU
填充：以太网取51.2us为争用期的时间长度，传输了512bit (64B) 用于保证CSMA/CD协议正常操作所需的最小帧长度 当数据部分<46B，则填充0补足46个字节
校验和：CRC校验
数据长度和类型
Ethernet II帧的类型宇段，标识出以太网帧所携带的上层数据类型，0x0800代表IPV4协议数据，0x0806表ARP，0x86DD表IPV6
宇段值 为0x600=1536或以上表示类型一DIXv2帧
字段值为1500或以下表示长度--- 802.3帧
1500到1536之间的是没有定义的
分类
广播式以太网
交换式以太网
共享介质的访问控制分类
静态分配（信道划分—多路复用）
频分多路复用FDM-有线电视网 原理：将频带平均分配给每个要参与通信的用户
时分多路复用TDM 原理：每个用户拥有固定的信道传送时槽
静态分配的优缺点 优点：各用户的通信需求大（负载大）时信道利用率高；不冲突；适合用户少，数目基本固定 缺点：网路负载小时，信道利用率低。无法灵活的适应站点数及其通信量的变化
用于移动通信技术中：TDMA/FDMA/CDMA/VDMA
动态分配
受控访问：每个时刻网上只有一个站点发送信息 不冲突，享用全部带宽 集中式控制（多点轮询polling），分散式控制（令牌环网）
随机访问：网上各站点都可以根据自己的意愿随机的访问信道，并且利用信道的全部带宽。两个或两个以上站点同时发送信息会产生冲突(collision) 冲突检测机制；冲突恢复机制（重传） 典型方法：ALOHA (18%）；时隙ALOHA (37%)；CSMA; CSMA/CD;CSMA/CA 典型网络：以太网
介质访问控制
MAC:media access control媒介访问控制，用来解决多路访问控制的问题
MAC:multiple access control多路访问控制
典型有线网络的分组交换多路访问方法： CSMA/CD: Carrier- sense multiple access with collision detection 载波侦听多路访问/冲突检测
典型无线网络的分组交换多路访问方法： CSMA/CA: carrier sense multiple access with collision avoidance载波侦听多路访问/冲突避免
CSMA：载波监听多路访问CSMA: catrier sense multiple access protocols,是在ALOHA协议的基础上提出来 •主要区别：增加了一个载波监听（发送前监听）站点在发送帧而访问传输信道之前，首先监听信道有无载波，以确定是否有别的站点在传输数据，若有载波，说明已有用户在使用信道，则不发送帧以避免冲突。
监听策略
非坚持型CSMA(Non-persistent): 一旦监听到信道忙，就不再监听下去，而是延迟一段随机时间后重 新再监听
优点：减少了冲突的概率
缺点：增加了信道空闲时间，数据发送延迟增大
1-坚持型CSMA(1-persistent）：在监听到信道忙时，仍坚持听下去，一直监听到信道空闲，立即以1概率发送
优点：减少了信道空闲时间
缺点：若有多个节点同时监听信道，增加了发生冲突的概率
用于Ethernet以太网
P-坚持型CSMA (P-persistent)
适用于分隙信道
以概率为P的可能性发送数据，以概率1一p延迟下一个时隙
可以根据信道上通信量的多少设定不同的p值，因而可以提高信道利用率
P值最优：1/n（n为节点个数）
用于CSMA/CA或无线分组交换网络
改进方案
有线信道：发送数据同时检测冲突，检测到冲突就停止后续的发送，减少信道浪费，通常用在以太网环境下—CSMA/CD
无线信道：在传输之前侦听到传输媒介忙，那么传输就会延时一个随机的间隔。这个随机的时间降低了冲突（多个站点都等待传输）发生的概率，通常 用在WI-FI--CSMA/CA
冲突检测实现
有线局域网中容易实现：测量信号强度，比较发射信号与接收信号
无线局域网很难实现：接收信号强度淹没在本地发射信号强度下
CSMA/CD
冲突检测方法：有线电缆载波检测的技术：测量信号强度，信号电压摆动只高于一定值，认为总线上有其他站,点在发送
引入冲突检测 (CD)原因：传播时延影响了判断的准确性
电磁波在1km同轴电缆的传播时延约为5us
当侦听到闲时，可能其它站已在发送信息而信号在介质上还未传到本站的物理位置，此时站点误认为 闲
传播延迟越大，发生冲突的可能性越大，协议性能越差
工作周期
传输周期
竞争周期
空闲周期
最大冲突检测时间：冲突检测时间是指某一站从开始发送一帧开始到发现有冲突发生的一段时间。 网络的最大冲突检测时问通常是网络端到端传播时延的两倍（2T）。 以太网IEEE802.3取51.2ws为争用期的长度(slot time)。 对于10 Mb/s以太网，在争用期内可发送512bit，即64字节。
最短帧长：以太网规定了最短有效帧长为64字节，凡长度小于64字节的帧都是由于冲突而异常中止的无效帧
信道利用率：数据帧发送时延/发送一个数据帧的所需要的时间：T0/nt+T0=1/[1+n*(t/T0)]
