俺的分布式架构系统之计算机网络2

数据链路层

原本计划将以下四层合而为一，既然重新整理了这部分知识最终认为应该分别开来，尽可能详细的记录一下。

抛开专业知识，还是要以通俗易懂的方式开始，“数据链路层”这词一听好牛掰、好高大上、也好晕啊。太专业、太学术的词语容易使我们一时摸不着头脑，就像文言文和白话文一样，所以就有了“科普”，不过很可惜科普这个词已经被所谓的专家们玩坏了，而现在又出现了新词“科学传播”。物理层使用各种规格和型号的设备与网线完成了物理线路的建设，也具备了加工数据帧和传输比特流的能力；现在就回到数据链路层作业，把网络层的IP数据报装载入帧，然后再把数据帧交给物理层处理。数据链路层应该分为两部分：第一部分局域网，可简单概括为由路由器构建的内部网络，第二部分路由器到光猫再到ISP供应商，局域网基本就是指以太网了，而路由器到光猫再到ISP就叫广域网吧，这样划分后从整体上看是不是就清晰多了，而之后也将按照这个结构分析和记录。

如果不加段废话就浑身痒痒，现实生活和工作里，很大一部分人喜欢把简单的事情复杂化，如果不弄的复杂好似自己各方面能力都非常短浅一样，然后也不顾现实情况嘟嘟啦啦的搞出一大堆乱七八糟的概念。还有很大一部分人并不能把全部的精力用于设计与研发上，而是愿意用在投机取巧、耍小聪明、诡辩推辞上，显然不能称作设计研发，当属于业务开发。针对这两种情况，我还是觉的比较可惜，如果依靠较强的记忆力可以诵读大贤、大仙儿们的著作就叫学识渊博，诸葛亮也不会辱骂东吴的知识份子心中无谋略只会数黑论黄；诡辩这个词是真的好，特别是对于计算机软件编程行业，搞诡异辩论终会害人害己，说的直白些就是不务实、不能踏踏实实的做软件的设计与研发，由于计算机软件编程技术变化之快，所以“终会”会很快到来。春花秋实年年有，青春岁月不复还，踏踏实实做人、认认真真做事，现实中你逃避掉、或不敢面对的问题和麻烦，终有一天会连本带利的和你一起算账，因此勇敢的直接面对才是最佳做法，失败了正好说明那是你需要修补的缺陷，总之，你的修为将会决定你的明天。

基础概念

概念：路由器是连接两个或多个网络的硬件设备，在网络间起网关的作用，是读取每一个数据包中的地址然后决定如何传送的专用智能性的网络设备。它只包含网络层、数据链路层和物理层，数据进入路由器后，经物理层解析数据后交给数据链路层，然后数据链路层解析出数据帧交给网络层解析和处理。路由器内部维护一张路由表（也叫转发表），通过路由算法选取最佳传输路径，再将数据传送给数据链路层，最后由物理层转发出去。路由器一端连接的是用户终端设备，另一端连接的是光猫（就是调制解调器）。具体工作过程如下图：　　
概念：链路是从一个结点到相邻节点的一段物理路线（有线或无线），而中间没有任何其他的交换节点。
概念：数据链路，当需要在一条线路上传送数据时，除了必须有一条物理线路外，还必须有一些必要的通信协议来控制这些数据的传输，把实现这些协议的硬件和软件加到链路上，就构成了数据链路。
概念：网络适配器，就是指插在计算机主板上的网卡，它跨越数据链路层和物理层两个层次，它需要实现以太网协议，适配器上面装有处理器和存储器（包括RAM和ROM）。适配器和局域网之间的通信是通过电缆或双绞线以串行传输方式进行的，而适配器和计算机之间的通信则是通过计算机主板上的I/O总线以并行传输方式进行的，因此适配器的一个重要功能就是要进行数据串行传输和并行传输的转换。
由于网络上的数据传输速率和计算机总线上的数据传输速率并不相同，在适配器中必须装有对数据进行缓存的存储芯片。在主板上插入适配器后，还必须把管理该适配器的设备驱动程序安装在计算机的操作系统中，这样驱动程序就可以控制适配器，应当从存储器的什么位置上把多长的数据块发送到局域网，或者应当在存储器的什么位置上把局域网传送过来的数据块存储下来。
适配器在接收和发送数据帧时，不使用计算机CPU。当适配器收到有差错的帧时，就把这个帧直接丢弃而不必通知计算机；当适配器收到正确的帧时，它就使用中断来通知计算机，并交付协议栈中的网络层。当计算机要发送IP数据报时，就由协议栈把IP数据报向下交给适配器，组装成帧后发送到局域网。计算机的硬件地址(MAC)就在适配器的ROM中，而计算机的软件地址(IP)则在计算机的存储器中。
基础事项：封装成帧
它就是在一段数据的前后分别添加首部和尾部，接收端在收到物理层上交的比特流后，就能根据首部和尾部的标记，从收到的比特流中识别帧的开始和结束。所有在互联网上传送的数据都以分组（即IP数据报）为传送单位，网络层的IP数据报传送到数据链路层就称为帧的数据部分，在帧的数据部分的前面和后面分别添加上首部和尾部，就构成了一个完整的帧，帧就是数据链路层的数据传送单元。
帧的首部和尾部的一个重要作用就是进行帧定界，此外其中还包含许多必要的控制信息。为了提高帧的传输效率，帧的数据部分应尽可能的大于首部和尾部的长度，但是每一种链路层协议都规定了帧的数据部分长度上限，即最大传送单元MTU。
基础事项：透明传输
由于数据帧的构成包含首部、尾部和数据部分，这就给数据传输出了难题，如何选取首部和尾部的定界符。必须保证绝对不能把数据部分中与定界符相同的字符解析成定界符，不然接收端无法判断何时开始、又何时结束，也就无法做到透明传输了。在软件编程中为了避免这个问题的出现，我们常常对数据部分进行编码，比如进行base64编码，然后首部和尾部就可以选取非base64编码使用的字符作为首部和尾部。当然还可以使用转义符对数据部分中出现的定界符进行转义，也可以解决透明传输的问题。
基础事项：差错检验
现实的通信链路都不会是理想的，比特在传输过程中可能会产生差错，比如1可能会变成0，而0也可能变成1，这种错误叫做比特差错，它是传输错误种类之一。在一段时间内，传输错误的比特占所传输比特总数的比率称为误码率BER，误码率与信噪比有很大关系，提高信噪比可以使误码率减小。在实际的通信链路中，不可能使误码率下降到零，为了保证数据传输的可靠性，必须采用差错检测措施，目前数据链路层广泛使用的检错技术为循环冗余检测CRC。CRC具体如何确保接收到的帧没有差错就自行查阅资料去吧，不过可以讲一个软件方面的案例，就是文件的HASH值计算，我们从网上下载某个软件程序压缩包后，通常里边会包含一个记录HASH值的文本文件，这个时候如果你用HASH值计算工具，选择对应的HASH算法去计算软件程序的HASH值，可能就会得到和文本文件里给出的HASH值一样的字符串，这表明软件程序没有被破坏，如果不一样则说明软件程序可能被动过手脚，最好不要安装了。

传输差错可以分为两大类：一类就是比特差错，另一类就是收到的帧本身没有差错，但却出现了帧丢失、帧重复或帧失序的错误。过去OSI的观点是：数据链路层向上必须提供可靠传输，因此在CRC检错的基础上，还增加了帧编号、确认和重传机制，过程如下：收到正确的帧就向发送端发送确认；发送端在一定期限内若没有收到对方的确认，就认为出现了差错，因而就进行重传，直到收到对方的确认为止。由于科学技术的发展通信线路的质量大幅提高，现在就区别对待了，具体如下：
a) 对于通信质量良好的有线传输链路，数据链路层协议不使用确认和重传机制，即不要求数据链路层向上提供可靠传输服务。如果出现差错需要改正，那么改正差错的任务就由上层协议来完成。
b) 对于通信质量较差的无线传输链路，数据链路层协议使用确认和重传机制，数据链路层向上提供可靠传输服务。
实践证明，这样的做法可以提高通信效率。

点对点协议PPP

在通信线路质量较差的年代，能实现可靠传输的高级数据链路控制HDLC就成为主流的数据链路层协议，而现在点对点协议PPP则成为主流数据链路层协议。

想要上网首先需要到电信供应商ISP那里购买授权账号和密码，然后计算机连接到ISP,ISP再将你的请求转发出去，实现接入互联网。而PPP协议就是用户计算机（或路由器）和ISP进行通信时所使用的数据链路层协议。

PPP协议应满足的需求
- 简单，IETF在设计互联网体系结构时把其中最复杂的部分放在TCP协议中，而网际协议IP则相对比较简单，它提供的是不可靠数据报服务。这种情况下，数据链路层没有必要提供比IP协议更多的功能，因此对数据链路层的帧，不需要纠错、不需要序号、也不需要流量控制，即简单作为首位需求。接收方每接收一个帧，就进行CRC检验，若正确就收下，反之丢弃，其他什么也不做。
- 封装成帧，PPP协议必须规定特殊的字符作为帧定界符，以便使接收端从收到的比特流中能准确地找出帧的开始和结束为止。
- 透明性，PPP协议必须保证数据传输的透明性，如果数据中碰巧出现了和帧定界符一样的比特组合时，能够采取有效的措施来解决。
- 多种网络层协议，PPP协议必须能够在同一条物理链路上同时支持多种网络层协议的运行。当点对点链路所连接的是局域网或路由器时，PPP协议必须同时支持在链路所连接的局域网或路由器上运行的各种网络层协议。
- 多种类型链路，除了要支持多种网络层的协议外，PPP还必须能够在多种类型的链路上运行。如：串行的或并行的，同步的或异步的，低速的或高速的，电的或光的，交换的（动态的）或非交换的（静态的）点对点链路。
- 差错检测，PPP协议必须能够对接收端收到的帧进行检测，并立即丢弃有差错的帧。若在数据链路层不进行差错检测，那么已出现差错的无用帧就会在网络中继续向前转发，会白白浪费许多的网络资源。
- 检测连接状态，PPP协议必须具有一种机制能够及时（不超过几分钟）自动检测出链路是否处于正常工作状态。当出现故障的链路隔了一段时间后又重新恢复正常工作时，就特别需要这种及时检测功能。
- 最大传送单元，PPP协议必须对每一种类型的点对点链路设置最大传送单元MTU的标准默认值，这样做是为了促进各种实现之间的互操作性。如果高层协议发送的分组过长并超过MTU的数值，PPP就要丢弃这样的帧，并返回差错。
- 网络层地址协商，PPP协议必须提供一种机制使通信的两个网络层的实体能够通过协商知道或能够配置彼此的网络层地址。协商的算法应尽可能简单，并且能够在所有的情况下得出协商结果，这样就能够保证网络层可以传送分组。
- 数据压缩协商，PPP协议必须提供一种方法来协商使用数据压缩算法，但PPP协议并不要求将数据压缩算法进行标准化。
- 其他，PPP协议不支持多点线路，只支持点对点的链路通信，且只支持全双工链路。
PPP协议的组成，分为三个部分
- 一个将IP数据报封装到串行链路的方法。PPP既支持异步链路（无奇偶检验的8比特数据），也支持面向比特的同步链路。IP数据报在PPP帧中就是其信息部分。
- 一个用来建立、配置和测试数据链路连接的链路控制协议LCP，通信的双方可协商一些选项。
- 一套网络控制协议NCP，其中的每一个协议支持不同的网络层协议，如IP、OSI的网络层、DECnet、以及AppleTalk等。
PPP协议的帧格式
- 各字段的意义
  - 首部的第一个字段和尾部的第二个字段都是标志字段F，规定为0x7E。它表示一个帧的开始或结束，即PPP帧的定界符。
  - 首部中的地址字段A，规定为0xFF；控制字段C规定为0x03，都属于保留字段，但至今没有使用。
  - 首部中的第四个字段是2字节的协议字段。
    - 当协议字段为0x0021时，PPP帧的信息字段就是IP数据报。
    - 当协议字段为0xC021时，PPP帧的信息字段就是链路控制协议LCP的数据。
    - 当协议字段为0x8021时，PPP帧的信息字段就是网络控制协议NCP的数据。
  - 信息字段的长度可变，最大值为1500字节。
  - 尾部中的第一个字段（2字节）是使用CRC的帧检验序列FCS。
- 填充
  - 字节填充：主要用于PPP异步传输，把转义符定为0x7D，主要用于转义0x7E。
  - 零比特填充：主要用于PPP同步传输（一连串的比特连续传送）而不是异步传输（逐个字符地传送）。
PPP协议的工作状态
- 用户计算机 - 路由器 - 光猫 - ISP之间都经历了啥？
  当我们向ISP购买服务后，ISP给你一个上网的账号和密码，然后派遣工作人员给你家布上光纤，连接上光猫，登录光猫输入上网的账号和密码，之后将路由器的一端和光猫连起来，最后用手机连上路由器，开始上网。平时看到的好像就是上述操作过程，没有问题，我们看到的确实就是这样子，那么换成稍微专业一点的词儿应该怎么说呢？大致过程如下：
  - 当用户拨号接入ISP就建立了物理链路。
  - 用户计算机向ISP发送一系列的LCP分组（协商配置PPP参数），建立LCP连接，即数据链路打通了。
  - 通过NCP进行网络层配置，即给用户计算机分配一个唯一的IP地址，这样用户就可以通过计算机上网。
  - 通信完毕后，NCP释放网络层连接，收回原来分配出去的IP地址。
  - 接着LCP释放数据链路层的连接。
  - 最后释放物理层的连接。
- 详细过程分析
  - 链路静止状态，PPP链路的起始和终止状态永远处于链路静止，即用户计算机和ISP没有建立物理层连接。
  - 链路建立状态，用户计算机通过调制解调器呼叫路由器时，路由器就能够检测到调制解调器发出的载波信号，进入LCP链路建设过程。
  - 鉴别状态，通过LCP完成链路建设后，就进入鉴别状态，即验证权限等。如果鉴别成功则继续，否则终止。
  - 网络层协议状态，NCP根据网络层的不同协议互相交换网络层特定的网络控制分组。
  - 链路打开状态，网络层配置完毕后，用户计算机就可以上网了。
  - 链路终止状态，上网结束后，通过发送终止请求停止联网，如果出现链路故障，也会从“链路打开”状态转到“链路终止”状态，比如网线被施工单位挖断。
  - 链路静止状态，当调制解调器的载波信号停止后，则回到“链路静止”状态。

局域网

上面分析了点对点协议PPP，也清楚它是负责路由器到ISP之间的通讯，那么接下来就聊一下路由器的另一侧局域网内的通信，聊局域网通信就从两个案例开始了。

案例1：最早的以太网是将许多计算机都连接到一根总线上，采用广播通信方式一对多通信，比如当一台计算机发送数据时，总线上的所有计算机都能检测到这个数据。但是很多时候并不总是要在局域网上进行一对多的广播通信，而需要一对一的通信，这就要通过网络适配器间具备唯一的MAC地址来实现。

案例2：在带宽有限的局域网内，如果有多台联网的计算机，其中一台在那里下载大文件，那么使用其他计算机的人就可能感到上网速度慢或者无法访问网络。从使用的角度大家都知道某人占完了带宽，从技术的角度分析呢？如果把路由器也看作一台计算机，就是专门负责把其他计算机需要上网的数据转发出去，那么其他计算机就需要协商使用路由器上网了，要么PC1用，要么PC2用，除非路由器实现多台计算机可以同时上网的功能，否则不可能多台计算机同时使用路由器上网。所以当一台计算机锁住上网通道不间断下载文件时，其他计算机的使用者会无法访问网络。

以太网内的通信属于不可靠传输，所以为了通信的简便，以太网内通信采取了两项措施：第一采用无连接的工作方式，即不必先建立连接就可以直接发送数据，适配器对发送的数据帧不进行编号，也不要求对方发回确认；接收端适配器收到有差错的数据帧就丢弃，其他什么也不做，其他事项交给高层处理。第二采用曼彻斯特编码进行数模转换生成模拟信号，虽然它占用的频带宽度比原始的基带信号增加了一倍，但是可以把位同步信号方便的提取出来。

CSMA/CD协议
在总线上通信，只要一台计算机在发送数据，其他计算机就要等待，即在同一时间只能允许一台计算机发送数据，否则就会互相干扰，使得所发送数据被破坏。以太网采用最简单的随机接入方案，所以以太网最重要的问题就是协调解决各计算机通信，减少冲突发生的概率，也就出现了CSMA/CD协议，即载波监听多点接入/碰撞检测，这个协议名称太长，就分开解释一下：
- “多点接入”就是说明这是总线型网络，许多计算机多点接入的方式连接在一个总线上。协议的实质是“载波监听”和“碰撞检测”。
- “载波监听”就是用电子技术检测总线上有没有其他计算机也在发送。其实总线上并没有什么“载波”，只不过借用一下“载波”这个名词而已，因此载波监听就是检测信道，这是个很重要的措施。不管在发送前，还是在发送中，每个站都必须不停地检测信道。在发送前检测信道，是为了获得发送权；在发送中检测信道，是为了及时发现有没有其他站的发送和本站发送的碰撞。
- “碰撞检测”也就是“边发送边监听”，即适配器边发送数据边检测信道上的信号电压的变化情况，以便判断自己在发送数据时其他站是否也在发送数据。当几个站同时在总线上发送数据时，总线上的信号电压变化幅度将会增大（互相叠加）。当适配器检测到的信号电压变化幅度超过一定的门限值时，就认为总线上至少有两个站同时在发送数据，表明产生了碰撞。一旦检测到碰撞，适配器就要立即停止发送，免得白白浪费网络资源。

在使用CSMA/CD协议时，一个站不可能同时进行发送和接收，因此使用CSMA/CD协议的以太网不可能进行全双工通信，而只能进行双向交替通信（即半双工通信）。综合上述CSMA/CD协议的要点包括以下几点：

- 准备发送：适配器从网络层获得一个分组，加上以太网的首部和尾部，组成以太网帧，放入适配器的缓存中。
- 检测信道：发送前检测信道，若忙碌，则不停地检测，一直等待信道转为空闲；若空闲，并在96比特时间内信道保持空闲（保证了帧间最小间隔），就发送这个帧。
- 在发送过程中仍不停地检测信道，即网络适配器要边发送边监听，监听结果处理：
  - 发送成功：在争用期内一直未检测到碰撞，这个帧肯定能够发送成功。发送完毕后，其他什么也不做，然后回到第一步。
  - 发送失败：在争用期内检测到碰撞，这时立即停止发送数据，并按规定发送人为干扰信号。适配器接着就执行指数退避算法，等待r倍512比特时间后，返回到第二步，继续检测信道。若重传达16次仍不能成功，则停止重传而向上报错。
MAC地址
- MAC地址（英语：Media Access Control Address），直译为媒体存取控制位址，也称为局域网地址（LAN Address），MAC位址，以太网地址（Ethernet Address）或物理地址（Physical Address），它是一个用来确认网络设备位置的位址。
- 它的长度是48比特（6字节），由16进制的数字组成，分为前24位和后24位
  - 前24位叫做组织唯一标志符（Organizationally Unique Identifier，即OUI），是由IEEE的注册管理机构给不同厂家分配的代码，区分了不同的厂家。
  - 后24位是由厂家自己分配的，称为扩展标识符。同一个厂家生产的网卡中MAC地址后24位是不同的。
- 它是由网卡生产厂家烧入网卡的EPROM（一种闪存芯片，通常可以通过程序擦写），它存储的是传输数据时真正赖以标识发出数据的电脑和接收数据的主机的地址。
- 形象地说，MAC地址就如同我们身份证上的身份证号码，具有全球唯一性。举例：局域网N1和局域网N2，其中各有一台设备（N1H1、N2H1）的MAC地址相同，在局域网N1中还有一台设备N1H2，原本要发送数据给N2H1，但是到数据链路层，发现MAC目的地址在N1中找到，不用通过路由转发直接转交给N1H1的网络层，结果就出错了。
- 因为工作于局域网，所以同一个局域网中不可以存在相同MAC地址的设备，不然就会造成数据收发混乱、冲突等错误。
- MAC地址可以通过软件程序修改。
- 以太网的适配器有过滤功能，它只接收单播帧、广播帧或多播帧，MAC地址就分为三类：
  - 单播 MAC 地址是指第一个字节的最低位是 0 的 MAC 地址。
  - 组播 MAC 地址是指第一个字节的最低位是 1 的 MAC 地址。
  - 广播 MAC 地址是指每个比特都是 1 的 MAC 地址。广播 MAC 地址是组播 MAC 地址的一个特例。
    
    从上图可以发现，并非一个 MAC 地址的前 3 个字节都是 OUI，只有单播 MAC 地址的前 3 个字节才是 OUI，而组播或广播 MAC 地址的前 3 个字节一定不是 OUI。
    
    特别说明：因为有些厂商并不愿意向IEEE的RA购买OUI,为此IEEE把地址字段第一字节的最低第二位规定为G/L位，即Global/Local。当G/L位等于0表示全球管理，也就是全球唯一。当G/L位等于1时表示本地管理，这时用户可以任意分配网络上的地址，当然以太网几乎不理会这个G/L位。
局域网使用的设备
最简单的局域网应该就是拿一根儿网线，两头分别连接两台计算机的网口插槽，这两天尝试了一把，那个传输速度不要太爽啊！哈哈哈…。2018年入职当前公司后，发现公司有在使用集线器（hub），主要为了分出多个网线端口使用，由于无线网络的便捷性，大家应该不怎么使用集线器了，所以又研究了一下集线器，大致如下：
- 使用集线器的以太网在逻辑上仍是一个总线网，各站共享逻辑上的总线，使用的还是CSMA/CD协议。网络中的各站必须竞争对传输媒体的控制，并且在同一时刻至多只允许一个站发送数据。
- 一个集线器有许多接口，因此一个集线器就像一个多接口的转发器。
- 集线器工作在物理层，它的每个接口仅仅简单地转发比特（收到1就转发1，收到0就转发0），不进行碰撞检测。
- 集线器采用了专门的芯片，进行自适应串音回波抵消。这样就可使接口转发出去的较强信号不至于对该接口收到的较弱信号产生干扰，每个比特在转发之前还要进行再生整形并重新定时。
- 一般地集线器还有少量的容错能力和网络管理功能。

现在家庭或小型办公场所多半使用的是路由器，不再通过在地上布线那么麻烦的操作了，所以大家构建局域网最常用的设备就是路由器。

通过一根儿网线、集线器可以构建单个局域网，但是不能让多个局域网连起来，所以出现了网桥（bridge）。网桥对收到的帧根据其MAC帧的目的地址进行转发和过滤，从而使多个局域网连接起来了。当网桥收到一个帧时，并不是向所有接口转发此帧，而是根据此帧的目的MAC地址，查找网桥地址表，如果目的MAC地址是同一局域网内就丢弃（即过滤）；如果是另一个局域网则转发过去。

自从以太网交换机（switch）出现网桥就被迅速淘汰了，交换机实质上是一个多接口的网桥，交换机具有以下特点：

- 交换机的每个接口都直接与一个单台主机或另一个交换机相连，以全双工方式工作，所以不采用CSMA/CD协议。
- 交换机具有并行性，即能同时连通多对接口，使多对主机同时通信（网桥只能一次分析和转发一个帧）。且相互通信的主机都是独占传输媒体，无碰撞地传输数据。
- 交换机的接口还有存储器，能在输出端口繁忙时把到来的帧进行缓存。比如连接在交换机上的主机A和主机B，同时向主机C发送帧，那么当主机C的接口繁忙时，发送帧的两台主机的接口会把收到的帧暂存一下，再发送出去。
- 交换机是一种即插即用设备，其内部的帧交换表是通过自学算法自动地逐渐建立起来的。由于交换机使用了专用的交换结构芯片用硬件转发，所以其转发速率要比使用软件转发的网桥快很多。
- 交换机主要工作在数据链路层

通过上述分析，可能大家会问路由器构建的局域网使用的是CSMA/CD这种共享式，还是类似于交换机这样的交换式？以前的路由器可以肯定采用的是共享式，但是现在的路由器基本采用的是交换式，不过WIFI通信采用的是另一种CSMA/CA协议。

其他知识
- 局域网的优点：具有广播功能，从一个站点可以很方便地访问全网；便于系统扩展和逐渐演变；提高了系统的可靠性、可用性和生存性。
- 共享通信媒体资源的两种方法：一是静态划分信道（各种复用技术），由于代价较高，不适合在局域网使用；二是动态媒体接入控制，又称为多点接入（其中又分为随机接入和受控接入）。
- 随机接入：所有的用户可随机地发送信息。如果恰巧有两个或更多用户在同一时刻发送信息，那么在共享媒体上就要产生碰撞，使得这些用户的发送都失败，因此需要网络协议解决碰撞。目前局域网通信主要采用随机接入方式。
- 受控接入：用户不能随机地发送信息而必须服从一定的控制。典型代表有分散控制的令牌环局域网和集中控制的多点线路探询或称为轮询。
- IEEE802委员会曾把局域网的数据链路层拆成两个子层，即逻辑链路控制（LLC）子层(与传输媒体无关)，和媒体接入控制（MAC）子层(与传输媒体有关)，现在LLC子层已成为历史。
- 有线局域网的三种拓扑结构：
  - 总线网：所有设备都通过连接器并行直接连接到一个线性的传输介质上，这种线性的传输介质通常被称为“中继线”、“总线”或“母线”，总线的末端都必须连接到一个终端电阻上（终结器），用于吸收抵达的电信号，使得电信号不会在总线上产生往返被重复接收。其技术标准是IEEE802.4
  - 环形网：它主要应用于令牌环网，在这种网络结构中设备是直接通过电缆串接，最后形成一个闭环，整个网络发送给的信息就是在这个环中传递。虽然它的外在形状成反射状星型，但是它与星型网不同，它共享一条介质进行数据传输，且网络没有集中连接设备。其技术标准是IEEE802.5
  - 星型网：所有服务器和主机等网络设备都集中连接在同一台交换机上，传输介质一般是双绞线或光纤，这种拓扑结构要求必须有一台或以上的网络集中连接设备。集线器（逻辑上属于总线网）、交换机和路由器构建的网络都属于星型网。