投资网站模版下载,上海正规装修公司排名,wordpress文章显示软件下载,网站用小程序计算机网络基础 链路层和局域网交换局域网链路层寻址地址解析协议 ARP以太网物理拓扑以太网帧结构以太网提供的服务以太网标准 链路层交换机交换机转发和过滤自学习交换机优点交换机和路由器比较 大家好呀#xff01;我是小笙#xff0c;本章我主要分享计算机网络基础 - 链路… 计算机网络基础 链路层和局域网交换局域网链路层寻址地址解析协议 ARP以太网物理拓扑以太网帧结构以太网提供的服务以太网标准 链路层交换机交换机转发和过滤自学习交换机优点交换机和路由器比较 大家好呀我是小笙本章我主要分享计算机网络基础 - 链路层(3)学习总结希望内容对你有所帮助
链路层和局域网
交换局域网
链路层寻址
事实上并不是主机或路由器具有链路层地址而是它们的适配器具有链路层地址
MACLAN/物理/以太网地址
用于使帧从一个网卡传递到与其物理连接的另一个网卡在同一个物理网络中
48bit MAC地址固化在适配器的ROM有时也可以通过软件设定通常用十六进制 表示法 1A-2F-BB-76-09-AD理论上全球任何2个网卡的MAC地址都不相同 不同公司如何在生产适配器的时候控制使用不同 MAC 地址
答案是 IEEE在管理着该MAC地址空间。当一个公司要生产适配器时它支付象征性的费用购买组成24个地址的一块地址空间。IEEE分配这块24个地址的方式是固定一个MAC地址的前24比特让公司自己为每个适配器生成后24比特的唯一组合
IP地址和MAC地址的作用区别
IP地址具有分层的结构即一个网络部分和一个主机部分
当主机移动时主机的 IP地址需要改变即改变它所连接到的网络主要用于IP地址网络到网络的交付
适配器的MAC地址具有扁平结构
网卡在生产时不知道被用于哪个网络因此给网卡一个唯一的标示用于区分一个网络内部不同的网卡即可不论适配器到哪里用都不会变化主要用于一个物理网络内部的节点到节点的数据交付
网络地址如果和 MAC 地址进行捆绑可能存在的问题
局域网是为任意网络层协议而设计的而不只是用于 IP 和因特网每次上电都要重新写入网卡 IP地址在适配器中不使用任何地址让每个适配器将它收到的每帧数据沿协议栈向上传递到网络层才能够核对网络地址层是否匹配这将会导致主机将被局域网上发送的每个帧中断 地址解析协议 ARP
ARP 协议主要用于网络层地址和链路层地址之间的转换需要在同一个子网中
每台主机或路由器在其内存中具有一个ARP表这张表包含IP地址到MAC地址的映射关系该ARP表也包含一个寿命 TTL 值它指示了从表中删除每个映射的时间通常的过期时间是20分钟 寻址过程
A 要发送帧 给 BB的IP地址已知 但 B 的MAC地址不在 A 的ARP表中A 广播包含 B 的IP地址的ARP查询包 LAN上的所有节点都会收到该查询包 B 接收到ARP包回复 A 关于自己的MAC地址 单播A 在自己的ARP表中缓存 IP - MAC地址映射关系直到信息超时 软状态: 靠定期刷新维持的系统状态 ARP是即插即用的 节点自己创建ARP的表项无需网络管理员的干预 以太网
日前最主流的LAN技术98%占有率100Mbps 以太网只需要30元RMB 比令牌网和ATM网络简单、廉价技术带宽不断提升10M100M1G10G
物理拓扑
总线在上个世纪80年代很流行
一次只允许一个节点发送可靠性差如果介质破损截面形成信号的反射发送节点误认为是冲突总是冲突 星型目前最主流
连接选择集线器 hub或者交换机 switch 现在一般是交换机在中心交换机每个节点以及相连的交换机端口使用独立的以太网协议不会和其他节点的发送产生碰撞) 以太网帧结构
发送方适配器在以太网帧中封装 IP数据报或其他网络层协议数据单元 前同步码8字节
以太网帧以一个8字节的前同步码字段开始该前同步码的前7字节的值都是10101010第八个字节是10101011
前同步码字段的前7字节用于“唤醒”接收适配器并且将它们的时钟和发送方的时钟同步前同步码的第8个字节的最后两个比特出现的两个连续的1警告适配器需要接收的数据就要到了
目的地址6字节
这个字段包含目的适配器的MAC地址即 XX-XX-XX-XX-XX-XX
当适配器B收到一个以太网帧帧的目的地址无论是 XX-XX-XX-XX-XX-XX还是MAC广播地址它都将该帧的数据字段的内容传递给网络层如果它收到了任何其他MAC地址的帧则丢弃之
类型2字节
指出高层协大多情况下是IP但也支持其它网络层协议Novell IPX和Apple Talk)
数据字段46~1500字节
这个字段承载了IP数据报数据大小必须在 46字节 - 1500字节之间数据过大需要分片数据过小需要补齐网络层使用IP数据报首部中的长度字段来去除填充部分
CRC4字节
CRC(循环冗余检测)字段的目的是使得接收适配器检测帧中是否引入了差错
以太网提供的服务
采用二进制退避的CSMA/CD介质访问控制形式
无连接帧传输前发送方和接收方之间没有握手不可靠接收方适配器不发送 ACKs或 NAKs给发送方如果由于丢弃了以太网帧而存在间隙接收主机上的应用也会看见这个间隙吗 如果应用使用的是 UDP则接收主机中的应用的确会看到数据中的间隙如果应用使用的是TCP则接收主机中的TCP将不会确认包含在丢弃帧中的数据从而引起发送主机的TCP重传
以太网标准
很多不同的以太网标准
相同的MAC协议介质访问控制和帧结构不同的速率2Mbps、10Mbps、100Mbps、1Gbps、10Gbps不同的物理层标准不同的物理层媒介光纤同轴电缆和双绞线 名称解读比如 100BASE-T2 表示的是 100Mbps 基带以太网 物理媒介类型 链路层交换机
交换机转发和过滤 过滤是决定一个帧应该转发到某个接口还是应当将其丢弃的功能 转发是决定一个帧应该被导向哪个接口并把该帧移动到那些接口的功能 交换机的过滤和转发借助于交换机表(switch table)完成交换机表的一部分
举例假定目的地址为DD-DD-DD-DD-DD-DD的帧从交换机接口x到达。交换机用MAC地址DD-DD-DD-DD-DD-DD索引它的表有3种可能的情况
表中没有对于DD-DD-DD-DD-DD-DD的表项。在这种情况下交换机向除接口x外的所有接口前面的输出缓存转发该帧的副本。换句话说就是没有对于目的地址的表项交换机广播该帧表中有一个表项将DD-DD-DD-DD-DD-DD与接口x联系起来。在这种情况下该帧从包括适配器DD-DD-DD-DD-DD-DD的局域网网段到来。无须将该帧转发到任何其他接口交换机通过丢弃该帧执行过滤功能即可说明目的接口和到来的接口是同一个只需要过滤即可表中有一个表项将DD-DD-DD-DD-DD-DD与接口y≠x联系起来。在这种情况下该帧需要被转发到与接口y相连的局域网网段。交换机通过将该帧放到接口y前面的输出缓存完成转发功能
自学习
交换机是即插即用设备它们不需要网络管理员或用户干预
自学习过程
交换机表初始为空对于在每个接口接收到的每个入帧该交换机在其表中存储①在该帧源地址字段中的MAC地址②该帧到达的接口③当前时间如果在局域网上的每个主机最终都发送了一个帧则每个主机最终将在这张表中留有记录如果在一段时间后交换机没有接收到以该地址作为源地址的帧就在表中删除这个地址
交换机优点
消除碰撞在使用交换机不使用集线器构建的局域网中没有因碰撞而浪费的带宽异质的链路交换机将链路彼此隔离因此局域网中的不同链路能够以不同的速率运行并且能够在不同的媒体上运行管理除了提供强化的安全性交换机也易于进行网络管理
交换机和路由器比较
都是存储转发设备但层次不同 交换机链路层设备检查链路层头部路由器网络层设备检查网络层的头部 都有转发表 交换机维护交换表按照MAC地址转发路由器维护路由表执行路由算法
