局域网和广域网
了解局域网和广域网的协议字段,可能在选择题中考察。
局域网
以太网
传输介质
参数 | 10BASE5 | 10BASE2 | 10BASE-T | 10BASE-FL |
---|---|---|---|---|
传输媒体 | 粗缆 | 细缆 | 双绞线 | 光纤对 |
编码 | 曼彻斯特编码 | 曼彻斯特编码 | 曼彻斯特编码 | 曼彻斯特编码 |
拓扑结构 | 总线形 | 总线形 | 星形 | 点对点 |
网络适配器 | 早期以太网 | 早期以太网 | 现代以太网 | 现代以太网 |
帧格式
如上图所示,以太网帧格式从逻辑上可以分为物理层控制字段、帧首部、数据负载、差错校验字段这四个部分,每个字段的具体说明如下所示:
- 物理层控制字段
- 前导码(Preamble):7B
- 由7字节的交替的1和0位组成,用于同步接收方的时钟。
- 帧开始分隔符(Start of Frame Delimiter, SFD):1B
- 通常为10101011,标志帧的开始。
- 前导码(Preamble):7B
- 帧首部: 固定为14B
- 目的地址(Destination MAC Address):6B
- 指定帧的接收者的物理MAC地址。
- 源地址(Source MAC Address):6B
- 指定帧发送者的物理MAC地址。
- 类型/长度字段(Type/Length):2B
- 如果值大于或等于0x0600(1536),则表示帧携带的数据的类型(例如IPv4、IPv6、ARP等)。
- 如果值小于或等于0x05DC(1500),则表示数据字段的长度。
- 目的地址(Destination MAC Address):6B
- 负载
- 数据和填充(Data and Padding): 范围为46-1500B
- 携带帧的有效载荷,即要传输的数据。
- 如果数据少于46字节,则需要填充,确保数据字段的最小长度为46字节。
- 数据和填充(Data and Padding): 范围为46-1500B
- 差错校验字段
- 帧校验序列(Frame Check Sequence, FCS):4字节:
- 一个循环冗余校验(CRC)值,用于错误检测。接收方计算帧的CRC,并与这个字段进行比较,以确定帧是否在传输过程中被损坏。
- 帧校验序列(Frame Check Sequence, FCS):4字节:
为什么 前导码 和 帧开始定界符 不包括在以太网帧的最小和最大大小计算中?
需要注意的是,Preamble 和 SFD 确实是以太网标准规定的格式的一部分,但它们属于 物理层 的内容,而非 数据链路层 中的以太网帧内容。
以太网分为 物理层 和 数据链路层。物理层负责比特级的传输和同步,而数据链路层负责处理数据的封装、地址标识和错误检测。
以太网帧的最大和最小大小为多少?
以太网帧的最小和最大大小(不包括前导码和帧开始定界符)有明确的规定,目的是确保帧的有效性并避免冲突。
其中最小大小为 64B,最大大小为 1518B。 最小帧大小的要求是为了确保冲突检测机制(如 CSMA/CD)能够正常工作。 最大帧大小也称为 标准帧 或 最大传输单元(MTU),它限制了每个帧可以承载的数据量,以确保设备处理负载不会过大。
以太网帧数据部分的最小大小为 46B,最大大小为 1500B。
以太网快速填充: 当IP数据包的大小 小于46时(以太网设备会读取IP的首部的长度字段以得知),以太网设备会自动在其末尾填充0,是其大小为46字节。
无线局域网
- To DS(To Distribution System):表示帧是从一个设备(通常是一个Wi-Fi客户端)发送到分布系统(Distribution System),也就是Wi-Fi接入点(AP)或Wi-Fi路由器。这是常用的值,用于表示数据流从Wi-Fi客户端发送到AP或路由器。
- From DS(From Distribution System):表示帧是从分布系统(通常是AP或路由器)发送到一个设备(Wi-Fi客户端)。这个方向的帧通常用于将数据从AP或路由器传输到Wi-Fi客户端。
- address1: RA(receiver address),接收方地址
- address2: SA(source address),发送方地址
- address3: DA(destination address),目的地地址
广域网
PPP协议
PPP(Point-to-Point Protocol)是一种数据链路层协议,用于在两个点对点连接的网络之间传输数据。PPP最初是为拨号连接设计的,但它后来被广泛用于建立各种类型的点对点连接,包括DSL(数字用户线路)、ISDN(综合业务数字网)和串口连接等。