《计算机网络基础》笔记 2——MAC相关概念

以太网的MAC层

MAC层的硬件地址

物理地址的前三个字节为组织唯一标识符,统一由IEEE的注册管理机构RA(Register Authority)进行分配,通常也叫做公司标识符,这是要掏银子买的。
后三个字节为扩展标识符,只要保证生产出来的适配器没有重复的地址即可。

适配器具有过滤功能,每从网络中收到一个帧,会启用硬件检查目的地址,若不是发往本站,则丢弃,避免浪费主机的处理机和内存。
这里提到的发往本站的帧包括如下三种:

  1. 单播帧(一对一),帧中目的地址即为本站MAC地址
  2. 广播帧(一对全体),发往本局域网所有站点,地址为全1
  3. 多播帧(一对多),发往本局域网上一部分站点的帧
    适配器至少支持接收1、2两种帧,部分适配器也可编程控制支持第三种多播帧。

以太网适配器还有一种特殊工作方式,混杂方式(promiscuous mode)。该工作模式下,不管是否发往本站的帧都会被接收。嗅探器(sniffer)即使用了配置为该工作模式的网络适配器。其实就是我们常用的抓包工具。

MAC帧的格式

帧格式有两种标准,DIX Ethernet V2标准,IEEE 802.3标准。如下是V2标准的MAC帧格式介绍。

七个字节的前同步码和一个字节的帧开始定界符的前6位,用来进行位同步,让接收方能调整时钟频率。使用SONET/SDH进行同步传输时,不需要前同步码,因为收发双方位同步一直保持。
如图所示,以太网帧传输时有帧开始定界符,但没有结束定界符,这是因为其传输时使用的曼切斯特编码,其1、0码元中间一定有一次电压的转换(从高到低或从低到高)。这样,在结束传输是就没有码元,就没有电压转换,接收方可以很容易检测到。以太网在传送帧时,各帧之间必须有一定间隙。这样就完全不需要结束定界符。

IEEE 802.3标准的MAC帧格式与V2标准的差别有以下两点。

  1. MAC帧的第三个字段“长度/类型”,当其大于0x0600(相当于是十进制的1536),就表示类型,当小于就表示MAC帧数据部分的长度。若长度不一致,就为无效帧。长度字段更大的意义在于找到MAC帧的结束位置,但因为以太网使用曼切斯特编码,所以其存在意义不大。
  2. 当“长度/类型”字段小于0x0600时,数据字段必须装入上面的逻辑链路控制LLC子层的LLC帧。
    由于现在广泛使用的局域网只有以太网,因此LLC帧已经失去了原来的意义。现在市场上流行的是以太网V2的MAC帧,但大家也常常把它称为IEEE 802.3标准的MAC帧。
    其实除了上面提到的两个差别,两种标准好像没有什么区别。
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