以太网交换机的优势：独占带宽提升网络性能

"独占传输媒体的带宽-计算机网络课件" 在计算机网络中，数据链路层是网络协议中的一个重要层次，它负责在物理层提供的原始比特流基础上，实现错误检测与纠正、帧同步以及流量控制等功能。本章重点讨论了数据链路层在点对点信道和广播信道上的工作，特别是以太网的相关概念和技术。 1. 点对点信道的数据链路层：在这样的通信环境中，数据链路层需要解决帧同步、差错控制和链路管理等问题。点对点协议（PPP）是广泛用于拨号连接和广域网的一种协议，其特点包括简单的帧格式、支持多种网络层协议和动态协商特性。 2. PPP协议：PPP协议的帧格式包含起始和结束标志、地址字段、控制字段、信息字段和帧校验序列，它有三种主要的工作状态：停止、LCP协商和NCP协商，分别对应链路的初始化、配置和数据传输阶段。 3. 广播信道的数据链路层：在局域网（LAN）中，数据链路层通常采用广播信道，如以太网。以太网遵循载波监听多路访问/冲突检测（CSMA/CD）协议，当多个设备试图同时发送数据时，会发生冲突，这时设备会随机延后重试以避免再次冲突。 4. CSMA/CD协议：该协议允许设备在发送数据前先检测介质是否空闲。如果介质忙碌，设备会等待一段时间再尝试发送。在10Mb/s的共享式以太网中，所有用户共享总带宽，平均带宽取决于用户数量。而使用以太网交换机后，每个接口到主机的带宽保持不变，但用户在通信时独占通道，交换机的总容量为接口数乘以单个接口带宽，提高了效率。 5. 以太网的扩展与高速化：以太网通过物理层或数据链路层的扩展，如使用集线器形成星形拓扑，或者采用以太网交换机实现独占带宽，可以实现网络规模的扩大。高速以太网如100BASE-T、吉比特以太网和10吉比特以太网，提供了更高的传输速率，满足了宽带接入的需求。 6. 其他高速局域网接口：除了以太网，还有其他类型的高速局域网接口，它们可能采用不同的技术来提高传输速度和网络性能，以适应不断增长的数据传输需求。 数据链路层是网络通信的基础，通过各种机制保证了数据的可靠传输，而独占传输媒体的带宽则是提高网络效率的关键因素之一。以太网作为一种广泛采用的技术，其发展和优化对于现代计算机网络的运行至关重要。