二、连接层协议
1. 以太网和WiFi是连接层的两种协议。在连接层,信息以帧为单位传输。帧像信封一样将数据(payload)包裹起来,并注明收信地址和送信地址。连接层实现了“本地社区”的通信。
2. 以太网的帧结构:帧是一段有限的0/1序列,分为头部、数据(Payload)和尾部。
2.1 头部:最初的7个byte被称为序言(preamble),每个byte都是0xAA(二进制的10101010),是为了让接受设备调整接收频率至与发送设备频率一致,这个过程叫做时钟复原。后面的帧起始信号(SFD),固定为0xAB,作为起始的标识。紧随SFD之后是6 byte的目的地址(DST)和发送地址(SRC),是物理设备自带的序号MAC地址,是对地址的“本地描述”只能在同一个以太网中被识别。
2.2 数据:一般包含符合更高层协议的数据,如IP包,数据为了超过一定的最小长度,尾部可能填充一串0(PAD区域)。
2.3 尾部:数据之后是校验序列(FCS),可以采用CRC算法检验数据的传输是否发生错误。
3. 集线器(Hub)交换器(Switch)
3.1 以太网使用集线器或者交换器将帧从发出地传送到目的地。一台集线器或交换器上有多个端口,每个端口都可以连接一台计算机(或其他设备)。
3.2 集线器:将电脑发送来的帧转发给所有其他的端口,每台计算器检查自己的MAC地址是否符合DST。
3.2.1 任意两台电脑的通信在同一个以太网上是公开的。所有连接在同一个集线器上的设备都能收听到别人在传输什么
3.2.2 不允许多路同时通信。如果两台电脑同时向集线器发信,集线器会向所有设备发出“冲突”信息,提醒发生冲突。
3.3 交换器:记录有各设备的MAC地址,当帧发送到交换器时,交换器会先检查DST,然后将帧发送到对应端口。交换器允许多路同时通信。
4. WiFi:工作方式与集线器连接下的以太网类似。一个WiFi设备会向所有的WiFi设备发送帧,其它的WiFi设备检查自己是否符合DST。由于WiFi采取无线电信号,所以很难像交换器一样定向发送,安全性问题值得关注。WiFi采用加密的方法来实现信息的安全性。