关于tcp-ip:小菜学网络数据链路层概述

上一大节，咱们以两台主机为例，探讨了一个理想化的物理层模型。当初，咱们将问题进一步延长：多台主机如何实现两两通信呢？咱们以三台主机为例进行探讨：

如上图，有 _3_ 台主机，名字别离是：_ant_、_bee_ 以及 _cicada_。为了实现主机间通信，咱们将三者连贯到一根共用导线。每台主机都能够扭转导线电平，也能够检测导线电平。与此同时，假如在硬件层面，多方通信抵触仲裁机制曾经实现并且可用。这样，是否就解决了多主机通信问题呢？

寻址

假如，_ant_ 向 _bee_ 发送一个数据 11110000 (粗体)。因为导线是共享的，所有主机都能够检测到电平信号。换句话讲，_bee_ 和 _cicada_ 都会收到这个数据 11110000，而 _cicada_ 本不应该接管这个数据！另一方面，_bee_ 收到数据后，也不晓得数据到底是谁发给它的。

为了简化接下来的探讨，咱们省略了物理层起止管制比特 1010 和 0101。

数据不禁产生困惑：_我从哪来？去往何方？_

为此，咱们须要引入一些比特，用来标识数据的 起源 以及 目的地。例子中只有 3 台主机，两个比特就足以惟一确定一台主机：

那么，发送数据时，再加上两个比特用于示意起源主机，两个比特示意指标主机，问题不就解决了吗？

如图，主机下方的灰色比特惟一标识一台主机：

ant 发送数据时，在最后面加上两个比特 (红色) 用于标识起源机器，00 示意 ant；另外两个比特 (绿色) 用于标识指标机器，01 示意 bee。

当 _bee_ 收到数据后，查看前两个比特(红色)，值为 00，便晓得它是 _ant_ 收回来的；查看紧接着的两个比特(绿色)，值为 01，与本人匹配上，便欢快地收下了。相同，_cicada_ 收到数据后，发现 01 和本人 10 匹配不上，便抛弃这个数据。

新引入比特所起的作用，在计算机网络中称为 寻址 。这两个比特也就称为 地址，其中，红色为源地址，绿色为目标地址。引入寻址机制后，咱们完满地解答了数据从哪来，到哪去的困惑。

复用与分用

信道只有一个，然而通信需要是无穷无尽的——传输钻研数值、文件打印、即时通讯，不一而足。如何解决这个矛盾呢？套路还是一样的——引入新的比特标识数据类型。

假如，总的通信需要就下面这 3 个。那么，2 个额定的比特即可解决问题。

举个例子，假如 _ant_ 向 _bee_ 上报钻研数据并打印一个文件：

_bee_ 接管到数据后，依据紫色比特，决定数据如何解决。通过新引入的紫色比特，咱们在同个信道上实现了不同的通信！

接下来，从实践的视角来扫视这个场景：

信道只有一个，却要承载多样的通信工作。在发送端，通过退出紫色比特，将不同的数据通过一个共用信道发送进来，这个过程叫做 复用  (_Multiplexing_)；在接收端，从共用信道上接收数据，而后查看紫色比特决定数据如何解决，这个过程叫做 分用 (_Demultiplexing_)。

在接下来的章节，咱们将看到 复用分用 的思维贯彻计算机网络的始终。

到目前为止，咱们引入了 _3_ 种不同的比特，别离是 源地址 、 目标地址 以及 数据类型 。对于这些比特的位数以及含意的约定，便形成 网络协议。

至此，咱们解决了多台共用信道主机间的通信问题，这相当于网络分层构造中的 数据链路层。数据链路层负责为下层提供链路通信能力，次要作用是：

• 寻址
• 数据复用 / 分用

数据链路层的协定有很多，下节咱们将介绍其中最罕用的 以太网协定。

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