前言
本文基于王道考研课程与湖科大计算机网络课程教学内容，系统梳理核心知识记忆点和框架，既为个人复习沉淀思考，亦希望能与同行者互助共进。（PS：后续将持续迭代优化细节）
往期内容
核心知识记忆点
局域网 拓扑结构 传输介质 介质访问控制
以太网 802.3 逻辑 总线型 物理 星型
令牌环 802.5 逻辑 环 物理 星型
FD2（光纤） 逻辑 环 物理 双环
逻辑链路控制LLC子层
介质访问控制MAC子层
以太网
1 采用无连接工作方式时，不对发送数据进行帧编号，又不要求接收方发送确认，即以太网尽最大努力交付数据，提供的是不可靠服务，对差错纠正由高层完成
2 发送数据使用曼彻斯特编码
| 10Base5（基带以太网） | 10Base2 | 10Base-T（twisted pair） | 10Base-F（fiber-optical） |
|---|---|---|---|
| 同轴电缆（粗） | 同轴电缆（细） | 非屏蔽双绞线 | 光纤对 |
| 曼彻斯特 | 曼彻斯特 | 曼彻斯特 | 曼彻斯特 |
| 总线型 | 总线型 | 星型 | 点对点 |
| 500m | 185m | 100m | 2km |
| 100（节点数量） | 30 | 2 | 2 |
MAC地址 6字节 高24位厂商代码 低24位厂商自行分配的适配器序列号
支持单播帧
广播帧
多播帧
V2标准的MAC帧 6 6 2 N（46------1500） 4 收发协数验（CRC检验范围 662N）
（插入：实现MAC帧的比特同步）（前同步码 7B 帧开始定界符 1B） 8B+以太网MAC帧
无效MAC帧（直接丢弃，以太网数据链路无重传）：长度不足整个字节 FCS检验值有误 长度不在64---1518字节
| 100Base-T以太网 | 吉比特以太网（千兆） | 10吉比特以太网（万兆） |
|---|---|---|
| 双绞线 | 双绞线/光纤 | 双绞线/光纤 |
| 100Mb/s | 1Gb/s | 10Gb/s |
| 半双工/全双工 | 半双工/全双工 | 全双工 |
| 半双工：CSMA/CD | 半双工：CSMA/CD |
对于100Mb/s以太网而言，以太网最小帧长不变：64字节，网段最长电缆1km--->0.1km，争用期缩短至5.12us，帧间最小间隔缩短至0.96us
广播风暴，浪费网络资源、cpu资源 存在安全隐患 虚拟局域网 分割广播域
划分VLAN方式
基于接口：VID和接口号映射
基于MAC地址：VID和MAC映射
基于IP地址：VID和IP映射
属于同一VLAN站点可以直接通信，不同VLAN中站点不能直接通信
连接在同一交换机上的多个站点可以属于不同VLAN，而属于同一VLAN的多个站点可以连接在不同的交换机上
IEEE 802.1Q帧 增加了VLAN标签
6 6 4（TPID 16b 固定0x8100 PRI 3 CFI VID 12 ） 2 N 4
以太网交换机接口类型：Access（默认） Trunk
不进行人为VLAN划分，各接口默认属于VLAN1且为Access
Trunk接口交换机之间 路由器之间 边去标签 边打标签
PVID不同，直接转发802.1Q帧，无PVID 进行上述过程
不同VLAN不会在交换机上转发，会在路由器上转发
同步：发送方发送数据后，等待接收方发挥响应之后才发下一个数据包
异步：发送方发送数据后，不等待接收方发送响应，接着发送下一个数据包
广域网 涉及物理层、数据链路层、网路层
局域网 涉及物理层、数据链路层
点对点协议PPP
用户通过ISP接入互联网
两台网络设备之间的直接专用线路网络
链路控制协议（LCP）
网络控制协议（NCP）
PPP异步传输 采用字节填充法
PPP同步传输 采用零比特填充方法
1.PPP链路的起始和终止都是链路静止状态，用户和ISP之间不存在物理层连接
2.当检测到调制解调器的载波信号并建立物理层连接后，PPP就进入链路建立状态
3.在链路建立状态下，链路控制协议（LCP）开始协商配置选项 协商成功 进入鉴别 反之 进入链路静止状态
4.协商成功，双方建立LCP链路 进入鉴别 若无需鉴别或者鉴别成功，进入网络层协议状态 反之 链路中止
5.进入网络层协议 NCP配置网络层 配置完成后，进入链路打开状态，双方可以进行数据通信
6.数据传输结束后，链路一方发出中止请求且在收到对方发来的终止确认后，或者链路出现故障时，进入链路中止状态，载波停止后，回到链路静止状态
以太网交换机 工作在数据链路层
工作方式：直通交换方式 存储转发
自学习 交换机过滤转发借助交换表完成 表项：一个MAC地址 连接该MAC地址的接口
除了该发送端口的所有其他端口广播
网络适配器（"网卡"）：实现物理层+数据链路层 并行传输和串行传输的转化 以太网卡+Wifi网卡
透明网桥的自学习和转发帧的过程（和交换机类似）：
网桥收到帧后进行登记（自学习），登记内容为帧的源MAC帧，进入的接口号
网桥根据帧目的MAC地址和转发表进行转发，包含以下三种情况：
明确转发：知道应当从哪个接口转发
盲目转发：不知道应当从哪个接口转发，通过除进入网桥的接口外的其他所有接口转发
丢弃：不应该转发，直接丢弃
如果网桥收到有误的直接丢弃
如果网桥收到无误的广播帧，不用查表，直接从除接口以外的其他接口转发
转发表中的每条记录都有其有效时间，到期自动删除 ： 由于各站点的MAC地址与网桥接口对应关系不是永久性的 eg：站点更换网卡
避免广播帧在环路中永久绕圈，使用生成树协议（STP）
交互网桥协议单元（BPDU），找出原网络拓扑的一个连通子集（即生成树）
结语
局域网作为现代网络生态的"毛细血管"，以多元拓扑与创新协议编织出高效、灵活的数据通路。从以太网的总线逻辑到令牌环的时序流转，从双绞线的星型互联到光纤的双环冗余，每一种介质与结构的组合都在诠释着"连接"的多样可能。无论是CSMA/CD的冲突退避，还是VLAN的广播域分割，抑或STP的环路消除，技术的精妙设计始终服务于一个目标：在共享与隔离、效率与安全之间找到最优解。
以太网的演进史，是一部带宽与可靠性的突破史------从10Base-T的百米星型到万兆光纤的全双工飞跃，从曼彻斯特编码的时钟同步到802.1Q帧的VLABEL扩展，每一次标准升级都在为数字化转型夯实根基。交换机的自学习智慧、透明网桥的动态转发表、PPP协议的严谨握手流程，无不彰显着数据链路层"承物理之基，启网络之智"的桥梁作用。
参考资料
1.王道考研课程