这一层是比较特殊的一个阶层,因为底下是实体的定义,而上层则是软件封装的定义。因此第二层又分两个子层在进行数据的转换动作。 在偏硬件媒体部分,主要负责的是 MAC (Media Access Control) ,我们称这个数据报裹为 MAC 讯框 (frame), MAC 是网络媒体所能处理的主要数据报裹,这也是最终被物理层编码成位串的数据。MAC 必须要经由通讯协议来取得媒体的使用权, 目前最常使用的则是 IEEE 802.3 的以太网络协议。详细的 MAC 与以太网络请参考下节说明。至于偏向软件的部分则是由逻辑链接层 (logical link control, LLC) 所控制,主要在多任务处理来自上层的封包数据 (packet) 并转成 MAC 的格式, 负责的工作包括讯息交换、流量控制、失误问题的处理等等。
Layer 3-网络层-Network Layer
这一层是我们最感兴趣的啰,因为我们提及的 IP (Internet Protocol) 就是在这一层定义的。 同时也定义出计算机之间的联机建立、终止与维持等,数据封包的传输路径选择等等,因此这个层级当中最重要的除了 IP 之外,就是封包能否到达目的地的路由 (route) 概念了!
2.1.2 非对称数位用路回路 (Asymmetric Digital Subscriber Line, ADSL)
透过电话线来拨接后取得 IP 的一个方法,只不过这个方式使用的是电话的高频部分,与一般讲电话的频率不同。 因此妳可以一边使用 ADSL 上网同时透过同一个电话号码来打电话聊天。由于上传/下载的带宽不同,因此才称为非对称的回路。ADSL 同样使用调制解调器,只是他透过的是 PPPoE (PPP over Ethernet) 的方法,将 PPP 仿真在以太网络卡上,因此你的主机需要透过一张网络卡来连接到调制解调器,并透过拨接程序来取得新的接口(ppp0)。
2.1.3 以太网络的传输协议:CSMA/CD
CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)即带冲突检测的载波监听多路访问技术,是以太网中网卡之间传送数据的协议标准。如下图所示,由A向D发送数据的流程为:
A到D传输数据流程
a).监听媒体使用情况 (Carrier Sense):A 主机要发送网络封包前,需要先对网络媒体(Hub)进行监听,确认没有人在使用后,才能够发送出讯框。
b).多点传输 (Multiple Access):A 主机所送出的数据会被集线器复制一份,然后传送给所有连接到此集线器的主机。也就是说,A 所送出的数据,B, C, D 三部计算机都能够接收的到!但由于目标是 D 主机,因此 B 与 C 会将此讯框数据丢弃,而 D 则会抓下来处理。
c).碰撞侦测 (Collision Detection):该讯框数据附有检测能力,若其他主机例如 B 计算机也刚好在同时间发送讯框数据时, 那么 A 与 B 送出的数据碰撞在一块 (出车祸) ,此时这些讯框就是损毁,那么 A 与 B 就会各自随机等待一个时间, 然后重新透过第一步再传送一次该讯框数据。
2.1.4 Hub与交换机
集线器 (hub) 是网络共享媒体,可能会发生碰撞的情况。链路层上的switch(交换机)与Hub的最大差异是交换器内有一个特别的内存, 这个内存可以记录每个 switch port 与其连接的 PC 的 MAC 地址,所以,当来自 switch 两端的 PC 要互传数据时,每个讯框将直接透过交换器的内存数据而传送到目标主机上。所以 switch 不是共享媒体,且 switch 的每个埠口 (port) 都具有独立的带宽。
InterNIC 将整个 IP 网段分为五种等级, 每种等级的范围主要与 IP 那 32 bits 数值的前面几个位有关,基本定义如下:
一般只掌握A B C三类,D类作为群播 (multicast) 的特殊功能,E类为网段保留。
3.2.3 IP的种类
3.2.3.1 Public IP
公共 IP ,经由 INTERNIC 所统一规划的 IP,有这种 IP 才可以连上 Internet 。
3.2.3.2Private IP
私有 IP 或保留 IP,不能直接连上 Internet 的 IP,主要用于局域网络内的主机联机规划。
私有 IP 也分别在 A, B, C 三个 Class 当中各保留一段作为私有 IP 网段,那就是:
Class A:10.0.0.0 - 10.255.255.255
Class B:172.16.0.0 - 172.31.255.255
Class C:192.168.0.0 - 192.168.255.255
我的理解:建立局域网时,如果能确认不用连上Internet就算不使用保留网段也可以,但是不够专业。
3.2.3.3特殊loopbackIP网段
Linux主机上常见一个lo奇怪的网域,即127.0.0.0/8这个class A。这个 lo 的网络是当初被用来作为测试操作系统内部循环所用的一个网域,同时也能够提供给系统内部原本就需要使用网络接口的服务 (daemon) 所使用。简单说,如果你没有安装网络卡在的机器上面, 但是你又希望可以测试一下在你的机器上面设定的服务器环境到底可不可以顺利运作,这个时候就可以利用这个内部循环网络。默认主机地址localhost:127.0.0.1就在这个网段中。