以太网
复习
- 发现传输出错：校验帮助接收方发现内容是否出错
- MAC 地址：链路层用 MAC 地址在本地交付帧
- 共享信道与冲突：共享介质会带来冲突，需要接入规则
TL;DR
- 以太网规定常见有线局域网的帧格式和接入方式
- 帧中含目的 MAC、源 MAC、类型、数据和校验等字段
- 今天的以太网多用交换机形成点对点链路，冲突已不再是常态
正文
前面几章，我们陆续解决了“怎么表示比特”“怎么划边界”“怎么检错”“怎么区分设备”“怎么避免冲突”。现在是时候把它们打包成一套大家共同遵守的规矩了。
这套有线局域网里最广为接受的规矩，就叫以太网（Ethernet）。
一帧里都有什么
以太网帧的结构，其实正是前面几章内容的汇总：
- 目的 MAC 地址、源 MAC 地址：交给谁、谁发的
- 类型字段：提示上层数据属于什么协议
- 数据：真正要传的内容
- 校验：帮助发现链路错误
其中，类型字段看似不起眼，作用却很大。它相当于在信封上注明“里面装的是这样东西”，接收方据此就能把内容交给正确的上层协议去处理，而不用靠猜。
你可能会发现，这又是一种“加一层”：链路层不关心上层数据是什么意思，它只管把这一段帧安全送到对面，至于内容怎么解释，留给更上层。
从共享总线到交换机
以太网最初运行在共享总线上，所有设备抢同一根线，冲突是家常便饭，前面讲的“先听再说、冲突退避”就是那个年代的产物。
而今天的以太网，基本都用交换机把设备连成一段段点对点的链路。每台设备大多有自己独立的线路，冲突不再是常态。技术在演进，但帧格式这些共同约定保留了下来，让新老设备依然能互通。
那么问题来了：一台交换机，怎样知道某个 MAC 地址到底在哪一根线上？下一章揭晓。
思考题 1
帧中的类型字段为什么有用？
思考题 2
以太网从共享总线演进到交换机，帧格式却大体不变。这样的延续有什么好处？
小结
知识点
- 以太网给局域网交付规定共同帧格式
- 类型字段提示上层协议，校验帮助检错
- 现代以太网多由交换机组成，冲突大大减少
参考资料
- Wikipedia(zh)：以太网：最常见的有线局域网技术
- Wikipedia(zh)：以太网帧格式：以太网帧的字段组成
思考题答案（仅供参考）
思考题 1
接收方可据此把帧内容交给正确的上层协议处理。同一个链路层要为多种上层协议服务，类型字段就是那枚“指路牌”，避免上层只能靠约定或猜测来区分内容。
思考题 2
好处是兼容与平滑演进：底层从共享总线换成交换机，上层协议和已有设备都不必大改。共同的帧格式像一份稳定的“外交契约”，让不同年代、不同厂商的设备依然能合作。
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设计师 | 南国微雪