计算机网络（第八版 谢希仁著）（上）
一，概述
计算机网络的基本概念
计算机网络是网络技术与计算机技术紧密结合的产物
1，什么是计算机网络？
定义：计算机及网络是互连的，自治的计算机集合；
自治：无主从关系
互联：互联互通
2，网络把许多计算机连接在一起，而互联网则把许多网络通过一些路由器连接在一起。与网络相连的计算机常称为主机
3，什么是internet？
全球最大的互联网络
ISP（internet Service Provider) （互联网服务提供商）
数以百万计的互联的计算设备集合：主机（hosts）=端系统(end systems)
运行各种网络应用
通信链路有：：光纤，同轴电缆，双绞线，无线电，卫星
分组交换：转发分组（数据包）路由器和交换机
4，什么是服务？
为网路应用提供通信服务的通信基础设施
为网络应用提供应用编程接口(API)
计算机网络的结构
1，互联网的组成
网络边缘部分：由所有连接在互联网上的主机组成。
网络核心部分：由大量网络和连接这些网络的路由器组成。
2，组成部分
主机(端系统)：位于网络边缘，运行网络应用程序
客户/服务器(client/server)应用模型：
客户端发送请求，接收服务器响应
对等连接(peer-to-peer)又称P2P方式
3，计算机网络的区别
（1），按照网络的作用范围进行分类
①广域网WAN（wide Area Network）：广域网的作用范围通常为几十到几千公里
②城域网MAN(Metropolitan Area Network):城域网的作用范围一般是一个城市，可跨越几个街区甚至整个城市，其作用距离为5-50km
③局域网LAN（Local Area Network）:局域网一般用卫星计算机或工作站通过高速通信线路相连（速率通常在10Mbit/s以上），但地理上则局限在较小的范围（如1km左-右）
④个人局域网PAN(Personal Area Network)：个人区域网就是在个人工作的地方把属于个人使用的电子设备（如便携电脑等）用无线技术连接起来的网络，因此称为无线个人区域网WPAN。
（2），按照网络的使用者进行分类
①公用网(public network)②专用网(private network)
计算机数据交换
1，数据交换的类型
电路交换：报文交换，分组交换
2，电路交换的主要特点（独占资源）
最典型的电路交换网络，电话网络
交换 就是按照某种方式动态的分配传输线路的资源
电路交换：建立连接（占用通信资源）–>通话（持续占用通信资源）–>释放连接（归还资源）
计算机网络的性能
1,速率：网络技术中的速率指的是数据的传送速率，也成为数据率（data rate）或比特率(bit rate)，速率的单位是(bit/s)
2，带宽(bandwidth)：（1）带宽：指的是信号具有的频带宽度，最高频率和最低频率之差就是带宽，单位是赫兹（HZ）
（2）在计算机网络中带宽用来表示网络中某通道的传送数据的能力，因此网络带宽表示在单位时间内网络中的某信道所能通过的“最高数据率”，这种意义上的带宽单位是数据率的单位bit/s
3,吞吐量：表示在单位时间内通过某个网络（或信道，接口）的实际数据量，吞吐量受网络带宽或网络额定速率的限制
4，时延：是指数据（一个报文或分组，甚至比特）从网络（或链路）的一端传送到另一端所需的时间。时延是个很重要的性能指标，它有时也成为延迟或迟延。
（1）发送时延（transmission delay）：是主机或路由器发送数据帧所需的时间，也就是从发送数据帧的第一个比特算起，到最后一个比特发送完毕所需的时间。因此发送时延也称传输时延。
发送时延的计算公式：数据帧的长度(bit)/发送速率（bit/s）
发送时延产生自机器内部的发送器中（一般就是网络适配器中）
（2）传播时延（propagation delay）是电磁波在信道种传播一定距离需要花费的时间。
传播时延的计算公式是：信道长度（m）/电磁波在信道上的传播速率(m/s)
传播时延发生在机器外部的传输信道媒体上，信号传送越远，传播时延越大
（3）处理时延：主机或路由器在收到分组时要花费一定的时间进行处理，（例如分析分组的首部，从分组中提取数据部分，进行差错检验或查找转发表等），这就产生了处理时延
（4）排队时延，分组在全国网络传输时，要经过很多路由器，但分组在进入路由器后要先在输入队列中排队等待处理，确定转发接口后还要在输出队列排队等待转发。
总时延=发送时延+传播时延+处理时延+排队时延
（5）时延带宽积：将传播时延和带宽相乘就得到了(bit)
时延带宽积=传播时延*带宽
(6)往返时间RTT(round-trip time):信息往返一次所需要的时间
(7)利用率：信道利用率：指出信道有百分之几的时间是被利用的（有数据通过）；网络利用率；信道利用率或网络利用率过高就会产生非常大的时延
计算机网络体系结构
1，什么是网络协议
硬件（主机，路由器，通信链路等）是计算机网络的基础
计算机网络中数据交换必须遵守实现约定好的规则
定义：网络协议(network protocol)，简称协议，是为进行网络中的数据交换而建立的规则，标准或约定
协议规定了通信实体之间所交换的信息的格式，意义，顺序以针对收到信息或发生的事件所采取的”动作“(action)
6,协议的三要素
语法(syntax)：定义数据与控制信息的结构或格式，（信号电平）
语义(Semantics):需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应，差错控制
时序(Timing)：事件实行顺序的详细说明，速度匹配
体系结构（OSI七层体系，TCP/IP四层体系，五层体系）
五层协议的体系结构
（1），应用层(application layer)
应用层的任务是通过应用进程间的交互来完成特定网络应用。应用层协议定义的是应用进程通信和交互的规则。（进程是指主机正在运行的程序）。
应用层交互的数据单元称为报文(message)
（2），运输层(transport layer)
运输层的任务就是负责向两台主机中进程事件的通信提供通用的数据传输服务，应用进程通过该服务传送应用程报文。
运输层主要使用两种协议：
传输控制协议TCP(Ttransmission Control Protocol)----提供面向连接的，可靠的数据传输服务，其数据传输的单位是报文段(segment)
用户数据报协议UDP(User Datagram Protocol)----提供无连接的尽量大努力(best-effort)的数据传输服务（不保证数据传输的可靠性），其数据传输的单位是用户数据报
(3)网络层(network layer)
网络层负责为分组交换网上的不同主机提供通信服务。在发送数据时网络层把运输层产生的报文段或用户数据包封装成分组或包进行传送，分组也叫作IP数据报，或简称数据报**
(4)数据链路层(data link layer)
在两个相邻节点之间传送数据时，数据链路层将网络层交下来的IP数据报组装成帧（framing），在相邻两个节点间的链路上传送帧。每一帧包括数据和必要的信息控制（如同步信息，地址信息，差错控制等）。
（5）物理层
在物理层上所传送数据的单位时比特。
3，数据在各层之间的传递过程
（1）课本说：主机的第 5 层（应用层)。第 5 层加上必要的控制信息 H5,就变成了下一层的数据单元 第 4层 (传输层) 收到这个数据单元后，加上本层的控制信息 ，再交给第了3层〈网络层)。成为第3 层的数据单元。依此类推。不过到了第 2 层〈数据链路层) 后，控制信息被分成两部分分别加到本层数据单元的首部〈H2) 和尾部 (T2)，而第 1 层 (物理层) 由于是比特流的传送，所以不再加上控制信息。请注意，传送比特流时应从首部开始传送。
（2）自我理解：用户发送的数据在应用层之间传播，应用程收到数据后加上报文后送到传输层，传输层再在报文段后加上用户IP变成IP数据报，再送到网络层；网络层再添加首部和尾部组装成帧，传送到数据链路层，数据链路层不用加任何东西直接传送比特到物理层；
二，物理层
物理层的基本概念
定义：物理层考虑的是怎样才能在连接各种计算机的传输媒体技术上传输数据比特流，而不是指具体的传输媒体
1，物理层的主要任务描述位确定与传输媒体的接口有关的一些特性：
（1）机械特性：指明接口所用接线器的形状和尺寸，引脚数目和排列，固定和锁定装置等。平时常见的各种规格的接插件都有严格的标准化的规定。
（2）电气特性：指明在接口电缆的各条线上出现电压的范围
（3）功能特性：指明某条线上出现的某一电平的电压的意义
（4）过程特性：指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序
数据通信系统的基础知识
一个数据通信系统可划分为三大部分，即源系统（或发送端，发送方），传输系统（或传输网络）和目的系统（或接收端，接收方）。
1，源系统一般包括以下两个部分：
源点(source)源点设备产生要传输的数据，源点又称为源站或信源。
发送器：通常源点生成的数字比特流要通过发送器编码后才能够在传输系统中进行传输。
2，目的系统一般也包括两部分
接收器：接收传输系统传送过来的信号，并把它转换为能够被目的系统处理的信息。
终点：终点设备从接收器获取传送来的数字比特流，然后把信息输出。终点又称目的站或信宿。
3，一些常见的术语
通信的目的是传送消息(message)，**数据(data)**是运送消息的实体。
信道的几个基本概念
1,信道：信道一般是用来表示向某一个方向传送信息的媒体
2，信息交互的模式有三种
(1)单向通信：又称单工通信，即只能有一个方向的通信而没有反方向的交互。（无线电广播或有线电广播以及电视广播就属于这一种类型）。
(2)双向交替通信：又称半双工通信，即通信双发都可以发送信息，但不能双方同时发送（当然也就不能同时接收）。这种通信方式是一方发送另一方接收，过一段时间再反过来。
(3)双向同时通信：又称全双工通信，即通信双方可以同时发送和接收信息。
3，常用的编码方式
4，基本的带通调制方法
条幅（AM）:即载波的振幅随基带数字信号而变化
调频（FM）：即载波的频率随基带数字信号而变化
调相（PM）：即载波的初始相位随基带随基带数字信号而变化。
5，信道能够通过的频率范围
奈式准则：在带宽为W(Hz)的低通信道中，若不考虑噪声影响，则码元传输的最高速率是2W(码元/秒)。传输速率超过此速率就会出现严重的码间串扰的问题，使接收端对码元的判决(即识别)成为不可能。2Wlong2(V) 2WBand（码元/秒）
6，信噪比
信噪比就是信号的平均功率和噪声的平均功率之比，常记为S/N，但通常都用分贝(dB)作为度量单位
即 信噪比（dB）=10log10（S/N）（dB）
7,香农公式(信道的极限速率是C)
**C=Wlog2(1+S/N)(bit/s)**
W:为信道的带宽（以HZ为单位），S为信道内所传信号的平均功率，N为信道内部的噪声功率
香农公式表明，信道的带宽或信道中的信噪比越大，信息的极限传输速率就越高。
香农公式的意义在于：只要信息的极限传输速率低于信道的极限信息传输速率，就一定存在某种办法来实现无差错传输。
8， 物理层下面的传输媒体
1，双绞线，同轴电缆。光缆，卫星，微波接力
9，光纤的优点：
（1）通信容量非常大
（2）传输损耗小，中继距离长
（3）无串音干扰，保密性好
（4）体积小，重量轻
信道的复用技术
1，频分复用FDM（frequenecy devision multiplexing）
频分多路复用的用户占用不同的带宽资源（注意：这里的“带宽”时频带宽度（单位：HZ）而不是数据的发送速率）
频分复用的各路信号在同样的时间占用不同的带宽资源
2，时分复用TDM(time division multiplexing)
时分复用是将时间划分位一段段等长的时分复用帧即(TDM帧)
时分复用的所有用户是在不同的时间占用同样的频带宽度
3，频分多址接入(FDMA)
多个用户使用一个频带，或者n个用户轮流使用n个频带
4，时分多址接入(TDMA)
让多个用户各使用一个时序，或让n个用户轮流使用这n个时序
5，复用器和分用器
分用器的作用：把高速四年到传送过来的数据进行分用，分别送交到相应的用户
6，统计时分复用(STDM)
stdm是按需动态的分配时隙，因此统计时分复用可以提高线路的利用率。
统计时分复用又称为异步时分复用，而普通的时分复用称为同步时分复用。
7，波分复用WDM(Wavelength Division Multiplexing)
就是光的频分复用
8，码分复用CDM(Code Division Multiplexing)
是一种共享信道的方法，当码分复用信道为多个不同地址的用户所共享时，就称为码分多址CDMA(Code Division Multiple Access)
三，数据链路层
1,数据链路层使用的信道主要又两种类型
（1）点对点信道，这种信道使用一对一的点对点通信方式
（2）广播信道，这种信道使用一对多的广播通信方式，广播信道上连接的主机很多，因此必须使用专用的共享信道协议来协调这些主机的数据发送
2，主要内容
(1)数据链路层的点对点信道和广播信道的特点，以及这两种信道所使用的协议(PPP协议以及CSMA/CD)的特点
(2)数据链路的三个基本问题：封装成帧，透明传输和差错检测
(3)以太网MAC层的硬件地址
(4)适配器，转发器，集线器，网桥，以太网交换机的作用以及使用场合
数据链路和帧
1，链路和数据链路
（1）链路(link)就是从一个节点到相邻节点的一段物理通路（有线或无线），而中间没有任何其他的交换节点。链路只是一条路径的组成部分
（2）数据链路(data link):则是另一个概念
2，三个基本问题
封装成帧，透明传输和差错检测
（1）封装成帧
定义：在一段数据的前后分别添加首部和尾部，这样就构成了一个帧。
首部和尾部的一个最重要的作用就是帧定界
每一种链路层协议都规定了所能传送的数据部分长度上线–最大传送单元MTU(Maximum Transfer Unit)
控制符SOH(Start of Header)放在一帧的最起那面，表示帧的首部开始
EOT()End Of Transmission)表示帧的结束
SOH和EOT都是控制符的名称。他们的十六进制编码分别是01(二进制00000001)和04(00000100)
(2)透明传输
所传输的数据中任何8比特的组合一定不允许和用作帧定界的控制字符的比特编码一样，否则就会出现帧定界错误 。
为了解决透明传输问题：发送端的数据链路层在数据中出现控制字符“SOH”huo“EOT”的前面插入一个转义字符“ESC“（其中十六进制编码时1B，二进制的时00011011）。而在接收端的数据链路层在把数据送往网络层之前删除这个插入的转义字符。这种方法称为字节填充（byte stuffing）或字符填充(character stuffing)。
（3）差错控制
比特在传输过程中可能会产生差错：1可能变成0，而0也可能变成1.这就是比特差错。
传输错误的比特占所传输比特总数的比率称为误码率
循环冗余检验CRC(Cyclic Redundancy Check)
在数据M的后面添加供差错检测用的n为冗余码，然后构成一个帧发送出去，一共发送了（K+N）位，虽然增大了数据传输的开销，却可以进行差错检测。
具体方法：用二进制的模2运算进行2n进行2n乘M的运算，这相当于在M后面添加n个0.得到的（K+n）位的数除以收发双方实现商定的长度位(n+1)位的除数p，得出商时Q而余数是R（n位，比R少一位，R=n-1,n是除数的位数）。
最后检验看余数是否为0：
（1）若余数R=0，则判定这个帧没有差错，就接受
（2）若余数不等于0，则有差错（但无法判断是哪一位或哪几位出现差错），丢弃
3,传输差错可分为两大类
一类是，比特差错，另一类是帧重复，帧丢失，帧失序
点对点协议PPP（point-to-point Protocol）
定义：PPP协议就是用户计算机和ISP进行通信时所使用的数据链路层协议
1，PPP协议应满足的需求
（1）简单：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
（2）封装成帧：PPP协议必须规定特殊的字符作为帧定界符（即标志一个帧开始和结束的字符），以便接收端从收到的比特流中能准确的找出帧开始和结束的位置
（3）透明性：必须保证数据传输的透明性
（4）多层网络协议：PPP协议必须能在同一条物理链路商同时支持多种网络协议（如IP和IPX等）的额运行
（5）多种类型链路
（6）差错检测
（7）检测连接状态
（8）最大传送单元
（9）网络层地址协商
（10）数据压缩协商
2，PPP协议的组成
ppp协议有三个组成部分
（1）一个将ip数据报封装到串行链路的方法
（2）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（Link Control Protocol）
（3）一套网络控制协议NCP(Network Control Protocol)
3，ppp协议的帧格式
（1）各字段的意义,PPP帧的首部和尾部分别为四个字段和两个字段
首部第一个字段和尾部第二个字段都是标志字段F(Flag),
首部中的地址字段1A规定为0xFF(即)11111111)，控制字段C规定为0x03(即00000011)
ppp首部的第四个字段值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。若为0xC021,则1信息字段时ppp链路控制协议LCP的数据，而0x8021表示这是网络层的控制数据
4，字节填充
5，零比特填充
在发送端先扫描整个信息字段，只要发现五个连续的1，立即填入一个0
接收端，接收到一个帧时先找到标志字段F以确定一个帧的边界，接着再用硬件对其中的比特流进行扫描。每当发现5个连续1时，就把这5个连续1后的0删除，以还原成原来的信息比特流。
使用广播信道的数据链路层
局域网最主要的特点时：网络为一个单位所拥有，且地理范围和站点数目均有限
1，局域网的优点
（1）具有广播的功能，从一个站点可以很方便的访问全网。局域网上的主机可以共享连接在局域网上的各种硬件和软件资源
（2）便于系统的扩展和逐渐演变，各设备的位置可灵活调整和改变
（3）提高了系统的可靠性，可用性和生存性(survivabililty)
2,共享信道
（1）静态的划分信道，如频分复用，时分复用，波分复用，码分复用等。用户只要分配到了信道就不会和其他用户发生冲突。但这种划分信道的方法代价太高，不适合局域网使用
（2）动态媒体接入控制，它又称多点接入(multiiple access)，其特点是信道并非在用户通信时固定分配给用户。分为两类
①随机接入：随机接入的特点是所有用户可随机地发送信息。
②受控接入：受控接入地特点是用户不能随机地发送信息，而必须服从一定地控制，这类典型地代表有分散控制地令牌环局域网和集中控制地多点线路探询(polling)
3,以太网的两个主要标准
（1）逻辑控制电路LLC(Logical Link Control)字层和媒体接入控制MAC(Medium Access Control)子层
与接入传输媒体有关的内容都放在MAC子层，而LLC子层则与传输媒体无关，不管采用何种传输媒体和MAC子层的局域网对LLC子层来说都是透明的。
4，适配器的作用
计算机与外界局域网的连接时通过适配器(adapter).适配器本来是在主机箱内插入的一块网络接口板（或者是在笔记本电脑中插入一块PCMCIA卡–个人计算机存储器卡接口适配器）。这种接口板又称为网络接口卡NIC(Network Interface Card)或简称为网卡。
计算机硬件地址就在适配器的ROM中，而计算机的软件地址–IP地址，则在计算机的存储器中。
5，CSMA/CD协议（Carrier Sense Multiple Access with Colision Dectection）
总线的特点是：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，这就是广播通信方式。
1,为了通信的简便，以太网采取了两种措施
①采用较为灵活的无连接的工作方式，即不必先建立连接就可以直接张子杰发送数据。
②以太网发送的数据都使用曼彻斯特编码的信号。
2,协议的要点
“多点接入”就是说明这是总线型网络，许多计算机以多点接入的方式连接在一根总线型线上。协议的实质时“载波监听”和“碰撞检测”。
“载波监听”也就是“边发送边监听”，载波监听就是不管在想要发送数据之前，还是在发送数据之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避免冲突）
“碰撞检测”是适配器边发送数据边检测信道上的信号电压的变化情况（当适配器检测到信号电压变化幅度超过一定的门限值是，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）
（这里将图片里的两个符号改为了T和C）
显然，在使用 CSMAJCD 协议时，一个站不可能同时进行发送和接收〈但必须边发送边监听信道)。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双向交替通信(半双工通信)。
在t=0时，A 发送数据。B 检测到信道为空闲。
在t=T-C时(这里T>C> 0)，A 发送的数据还没有到达B 时，由于了检测到信道是空闲的，因此 B 发送数据。
区过时间C/ 2 后，即在t= T -C/ 2时，A 发送的数据和了B 发送的数据发生了碰撞，但这是A和B都不知道发生了碰撞。
在t=T时，B 检测到发生了碰撞，于是停止发送数据。
在t=2T-C 时，A 也检测到发生了碰撞，因而也停止发送数据。
A和B 发送数据均失败，它们都要推迟一段时间再重新发送。
3，争用期(contention period)
在发送数据帧后最多2T的时间就可知道所发送的数据帧是否遭受了碰撞，因此以太网的端到端往返时间2T就被称为争用期又称碰撞窗口(collision window)
4,以太网使用截断二进制指数退避(truncated exponential backoff)来确定碰撞后的重传时机
退避算法的规定：
①基本退避时间为争用期2T,具体争用期时间为51.2us.对于10Mbit/s以太网，在争用期内可发送512比特，即64字节。
②从离散的整数集合[0,1,2,3……(2^k -1)]中随机取出一个数，记为r。重传应推后的时间就是r倍的争用期。上面的参数k按照k=Min[重传次数，10]来计算
③当重传达到16次人不能成功时（这表明同时打算发数据的站太多，以至连续发生冲突），则丢弃该帧并向高层报告
5，当某个站发送了一个很短的帧？
解决：规定了一个最短帧长64字节，即512比特（一字节=8比特）。如果发送的数据非常少，那么就必须加入一些填充字节使帧长不小于64字节。
6，集线器(hub)
集线器的一些特点
(1)使用集线器的以太网在逻辑上任是一个总线网，各站共享逻辑上的总线，使用的还是CSMZ/CD协议（更具体地说是各站中地适配器执行CSMA/CD协议）。网络中地各站必须竞争对传输媒体地控制，并且在同一时刻至多只允许一个站发送数据.
（2）一个集线器有许多端口，很像一个多端口地转发器
（3）集线器工作在物理层，它的每个端口仅仅简单地转发比特–收到什么就转发什么，不进行碰撞检测
（4）集线器采用了专门的芯片，进行自适应串音回波抵消。
7，以太网地信道利用率
成功发送一帧需要占用信道的时间是T0+T(T0是发送帧所需的时间，T0=帧长/发送速率，T是传播时延)
a是以太网单程端时延T与帧发送时间T0之比
a=T/T0
当a–>0时资源被浪费的就越少，a越大消耗的时间就越大，表明争用期所占的比例就大
因此a的值应尽可能地小些，以太网的帧常不能太短。
极限信道利用率Smax=T0/T0+T=1/1+a
8，以太网的MAC层
（1）拓展四个地址
①数据链路层：硬件地址，网卡地址，物理地址，MAC地址
②网络层：IP地址，软件地址，逻辑地址
③运输层：端口地址
④应用层：域名地址
MAC层硬件地址
定义：名字指出我们所要寻找的那个资源，地址指出那个资源在何处，路由告诉我们如何到达该处
1， ** 硬件地址固化在适配器中的只读存储器中**
①如果一台计算机的适配器坏了，而我们更换一个新的适配器，那么这台计算机的局域网的硬件地址也就改变了
②如果适配器没改变那么物理地址就不会变
③IEEE802标准规定MAC地址字段可采用6字节（48位）或2字节（16位）
④IEEE规定字段的第一个字节的最低有效位位I/G位。I/G表示Indibidual/Group。当I/G位位0时，地址字段表示一个单个站地址。当I/G位为1时表示组地址，用来仅从多播。
2，适配器的过滤功能
当适配器从网络上每收到一个MAC帧就先硬件检查MAC帧中的目的地址。如果是发往本站的帧就收下，然后进行其他的处理。否则就将此帧丢弃
发往本站的帧包括这三种
①单播(unicast)帧（一对一）：即收到的帧的MAC地址与本站的MAC地址相同
②广播(broadcast)帧（一对全体）：即发送给本局域网上所有站点的帧。
③多播(multicast)帧（一对多）：即发送给本局域网上一部分站点的帧。
3，MAC帧的格式
以太网MAC帧=目的地址(6字节)+源地址(6字节)+类型(2字节)+数据(46-1500)+FCS(4字节)
以太网V2的MAC帧比较简单，由五个字段组成。前两个字段分别为6字节长的目的地址和源地址。第三个字段是2字节的类型字段，用来标志上一层使用的是什么协议，以便把收到的MAC帧的数据上交给上一层这个协议。最后一个字段是4字节的帧检验序列FCS(使用CRC检验)
4，，IEEE802.3标准规定凡出现以下情况则为无效的MAC帧
①帧的长度不是整数个字节
②用收到的帧检验序列FCS查出有差错
③收到的帧的MAC客户数据字段的长度不在46-1500字节之间
扩展的以太网
1，光纤调制解调器的作用就是进行电信号和光信号的转换。由光纤带来的时延很小，并且带宽很宽，因此使用这种方法可以很容易地使主机和几公里以外地集线器相连接。
①过去使用粗缆和细缆时，扩展以太网的地理覆盖范围，用一个转发器连接起来
②扩展主机和集线器之间的距离，使用光纤（通常是一对光纤和一对光纤调制解调器）
③扩展以太网的方法是在数据链路层进行的，最初使用的是网桥(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。
交换式集线器常称为以太网交换机(switch)或第二层交换替代了网桥
2，多级结构地集线器以太网也带来了一些缺点
在三个系地以太网互连起来之前，每一个系地以太网是一个独立的碰撞域(collision domain,又称冲突域),即在任一时刻，在每一个碰撞域中只能有一个站在发送数据。每一个系地以太网最大吞吐量是10Mbit/s，因此三个系统总的最大吞吐量是30Mbit/s。
3，如果不同的系使用不同的以太网技术（如数据率不同），那么就不可能使用集线器将他们连接起来。（高速率和低速率相连那么都只能通过低速率传输）
4，交换集线器(switching hub)
通常称为以太网交换机(switch)或第二层交换机(L2 switch)，强调这种交换机工作在数据链路层
5，以太网交换机的特点
①以太网交换机的实质就是一个多端口的网桥，通常都有十几个或等多的端口，和工作在物理层大的转发器，集线器有很大的差别。
②以全双工方式工作
③具有并行性，即能同时联通多对端口，使多对主机能同时通信
④相互通信的主机都独占传输媒体，无碰撞地传输数据
6，交换机地优点
由于一个用户在通信时是独占而不是和其他网络用户共享传输媒体地带宽，因此拥有端口地交换机总的容量就等于交换机用户数量×每个的容量
7，许多以太网交换机对收到的帧才有存储转发方式进行转发，但也有一些交换机采用直通(cut-through)的交换方式。直通交换不必要把整个数据帧先缓存后再进行处理，而是在接收数据帧的同时就立即按数据帧的目的MAC地址决定该帧的转发接口，因而提高了帧的转发速度
直通交换的一个缺点是它不检查差错就直接将帧发送出去
8，以太网交换机的自学习功能
9，考虑到有时候可能要在交换机的端口更新主机，或者主句要更换其网络适配器，为此当交换表中写入一个项目是就记下当时的时间，只要超过预先设定的时间，该项目就自动被删除
10，从总线以太网到星形以太网
以太网交换机使用全双工方式工作，总线以太网使用CSMA/CD协议，以半双工方式工作。但以太网交换机不使用共享总线，没有碰撞问题因此不使用CSMA/CD协议，而是以全双工方式工作，仍然采用以太网的帧结构
11，虚拟局域网VLAN(Virtual LAN)
虚拟局域网是由一些局域网网段构成的物理位置无关的逻辑组，而这些网段具有某些共同的需求。每一个VLAN的帧都有一个明确的标识符，指明发送这个帧的计算机属于哪一个VLAN。
虚拟局域网只是局域网给用户提供的一种服务，而不是一种新型局域网
连接两个交换机端口之间的链路称为汇聚链路(trunk link)或干线链路
高速以太网（没学，不考，略）
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