三、鏈接層

3.1 定義

單純的0和1沒(méi)有任何意義，必須規(guī)定解讀方式：多少個(gè)電信號(hào)算一組？每個(gè)信號(hào)位有何意義？

這就是"鏈接層"的功能，它在"實(shí)體層"的上方，確定了0和1的分組方式。

3.2 以太網(wǎng)協(xié)議

早期的時(shí)候，每家公司都有自己的電信號(hào)分組方式。逐漸地，一種叫做"以太網(wǎng)"（Ethernet）的協(xié)議，占據(jù)了主導(dǎo)地位。

以太網(wǎng)規(guī)定，一組電信號(hào)構(gòu)成一個(gè)數(shù)據(jù)包，叫做"幀"（Frame）。每一幀分成兩個(gè)部分：標(biāo)頭（Head）和數(shù)據(jù)（Data）。

"標(biāo)頭"包含數(shù)據(jù)包的一些說(shuō)明項(xiàng)，比如發(fā)送者、接受者、數(shù)據(jù)類(lèi)型等等；"數(shù)據(jù)"則是數(shù)據(jù)包的具體內(nèi)容。

"標(biāo)頭"的長(zhǎng)度，固定為18字節(jié)。"數(shù)據(jù)"的長(zhǎng)度，最短為46字節(jié)，最長(zhǎng)為1500字節(jié)。因此，整個(gè)"幀"最短為64字節(jié)，最長(zhǎng)為1518字節(jié)。如果數(shù)據(jù)很長(zhǎng)，就必須分割成多個(gè)幀進(jìn)行發(fā)送。

3.3 MAC地址

上面提到，以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包的"標(biāo)頭"，包含了發(fā)送者和接受者的信息。那么，發(fā)送者和接受者是如何標(biāo)識(shí)呢？

以太網(wǎng)規(guī)定，連入網(wǎng)絡(luò)的所有設(shè)備，都必須具有"網(wǎng)卡"接口。數(shù)據(jù)包必須是從一塊網(wǎng)卡，傳送到另一塊網(wǎng)卡。網(wǎng)卡的地址，就是數(shù)據(jù)包的發(fā)送地址和接收地址，這叫做MAC地址。

每塊網(wǎng)卡出廠的時(shí)候，都有一個(gè)全世界獨(dú)一無(wú)二的MAC地址，長(zhǎng)度是48個(gè)二進(jìn)制位，通常用12個(gè)十六進(jìn)制數(shù)表示。

前6個(gè)十六進(jìn)制數(shù)是廠商編號(hào)，后6個(gè)是該廠商的網(wǎng)卡流水號(hào)。有了MAC地址，就可以定位網(wǎng)卡和數(shù)據(jù)包的路徑了。

3.4 廣播

定義地址只是第一步，后面還有更多的步驟。

首先，一塊網(wǎng)卡怎么會(huì)知道另一塊網(wǎng)卡的MAC地址？

回答是有一種ARP協(xié)議，可以解決這個(gè)問(wèn)題。這個(gè)留到后面介紹，這里只需要知道，以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包必須知道接收方的MAC地址，然后才能發(fā)送。

其次，就算有了MAC地址，系統(tǒng)怎樣才能把數(shù)據(jù)包準(zhǔn)確送到接收方？

回答是以太網(wǎng)采用了一種很"原始"的方式，它不是把數(shù)據(jù)包準(zhǔn)確送到接收方，而是向本網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有計(jì)算機(jī)發(fā)送，讓每臺(tái)計(jì)算機(jī)自己判斷，是否為接收方。

上圖中，1號(hào)計(jì)算機(jī)向2號(hào)計(jì)算機(jī)發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)包，同一個(gè)子網(wǎng)絡(luò)的3號(hào)、4號(hào)、5號(hào)計(jì)算機(jī)都會(huì)收到這個(gè)包。它們讀取這個(gè)包的"標(biāo)頭"，找到接收方的MAC地址，然后與自身的MAC地址相比較，如果兩者相同，就接受這個(gè)包，做進(jìn)一步處理，否則就丟棄這個(gè)包。這種發(fā)送方式就叫做"廣播"（broadcasting）。

有了數(shù)據(jù)包的定義、網(wǎng)卡的MAC地址、廣播的發(fā)送方式，"鏈接層"就可以在多臺(tái)計(jì)算機(jī)之間傳送數(shù)據(jù)了。