MAC地址
封裝在鏈路幀中的地址，作為每一個接口的地址。（一般是48bit大?。?br> MAC地址是刻畫到我們物理接口上的，我們的網(wǎng)卡一旦出廠之后就會攜帶一個唯一的物理地址，網(wǎng)卡到哪這個MAC地址就跟到哪，IP地址就是不可攜帶的地址，只有你在哪個局域網(wǎng)內(nèi)就會分配給你對應(yīng)的IP地址。

ARP協(xié)議

ARP表存儲的是IP地址與MAC地址之間的映射關(guān)系：
<IP地址，MAC地址，TTL>，存活時間是20min

• 廣播目的MAC地址
  FF-FF-FF-FF-FF-FF

• 下面模擬同一局域網(wǎng)中兩個節(jié)點利用ARP協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)的過程

  • A 希望給 B 發(fā)送數(shù)據(jù)，但是在A的路由其中的ARP表沒有存B的MAC地址，因此需要廣播目的地址
  • 在該局域網(wǎng)中全部結(jié)點都會受到該目的地址，但是只有匹配成功的B會給應(yīng)答
  • B匹配成功之后會用單播幀的方式給A應(yīng)答，這時候到達A那邊后A會存下B的IP與MAC地址的映射關(guān)系，然后就可以傳輸數(shù)據(jù)了。

• 下面模擬不同Lan之間如何用ARP協(xié)議進行數(shù)據(jù)傳輸

  • A有B的IP地址
  • A首先要將數(shù)據(jù)發(fā)送到邊緣路由器（這里就是利用網(wǎng)關(guān)）
  • 但是A不知道網(wǎng)關(guān)接口的MAC，那么這時候就用ARP協(xié)議進行廣播獲取網(wǎng)關(guān)接口的MAC地址
  • 收到MAC地址之后，將數(shù)據(jù)往這個方向上傳輸
  • 網(wǎng)關(guān)路由現(xiàn)在有兩種可能
    • 一種是網(wǎng)關(guān)路由兩邊都是公網(wǎng)地址，那么直接轉(zhuǎn)發(fā)到另一邊即可，第二種是私有網(wǎng)絡(luò)往另一個私有網(wǎng)絡(luò)或者公網(wǎng)上發(fā)布數(shù)據(jù)，那么這時候就需要NAT轉(zhuǎn)換表進行轉(zhuǎn)換。
    • 然后轉(zhuǎn)到另一邊后，我們依舊不知道B的MAC地址只知道IP地址，所以繼續(xù)利用ARP協(xié)議進行廣播獲取B的MAC地址， 拿到MAC地址之后就可以傳輸數(shù)據(jù)了（這就是一個完整的過程，之后B想要給A回數(shù)據(jù)也是一樣的流程）

注意：以上是假定路由器不知道MAC地址，如果知道的話就不用廣播了，直接傳輸即可

以太網(wǎng)

• 以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)
  • 說明：交換機是鏈路層設(shè)備，而集線器是物理層設(shè)備
    
• 無連接
  由于是在數(shù)據(jù)鏈路層的，因此沒有做連接服務(wù)，所以是無連接服務(wù)。
• 不可靠
  如果幀檢測出錯了就直接丟棄（不可靠）
  也正是因為這種小型以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中沒有路由器，所以他們之間是不可靠傳輸。
• CSMA/CD二進制指數(shù)退避算法
  以太網(wǎng)中也使用CSMA/CD算法，只不過退避的時候有些許不同，因此叫做二進制指數(shù)退避
  • 監(jiān)聽信道
    空閑就發(fā)數(shù)據(jù)，忙就 1堅持 監(jiān)聽信道
  • 假定發(fā)送過程中檢測到發(fā)生沖突
    如果發(fā)生沖突次數(shù)為m，首先選擇一個數(shù)字 N = max{m，10}，
    然后計算K= 2^N-1，我們就選擇退避時間為：512×K bit 的傳輸時間后繼續(xù)監(jiān)聽信道等待發(fā)送。
  • 當然，一直發(fā)生沖突的時候不會一直傻傻的退避，如果連續(xù)超過16次沖突，就不再監(jiān)聽信道了。向上層報告差錯。

以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)

• 前導(dǎo)碼（preamble）
  這個是用于發(fā)送端與接收端進行一個時鐘同步的操作
  也就是幀頭部加上8個bit的二進制數(shù)字，并且這個二進制數(shù)就跟軍訓(xùn)一樣喊得口令，前面七個bit是1010101，再加上最后一個是1，整個前導(dǎo)碼就是：010101011。

• CRC
  在以太網(wǎng)中他的CRC校驗碼占4個字節(jié)

• 詳細介紹如下圖
  

交換機

• 存儲轉(zhuǎn)發(fā)以太網(wǎng)幀

• 使用CSMA/CD算法進行發(fā)送數(shù)據(jù)

• 交換機是透明的，主機一般是不知道交換機的存在的，并且不會減少數(shù)據(jù)的TTL

• 通過自學(xué)習(xí)就可以連通各個主機之間的鏈路
  自學(xué)習(xí)就很簡單了，可以通過在某個主機發(fā)送數(shù)據(jù)的時候?qū)⑵銶AC地址和接口記錄下來，假如沒有目的IP地址的MAC地址交換機就會進行泛洪操作，以此類推只要發(fā)送一次數(shù)據(jù)就基本維護好了一個交換表了。（以上前提是：目的地址屬于可達網(wǎng)段，否則直接丟棄不進行泛洪操作）

• 在一臺交換機中可以連接多個主機進行并行的通信
  

• 交換機維護著一個交換表
  該表存的是連接該交換機的各個主機的MAC地址，并且這個MAC地址是連接后交換機通過自學(xué)習(xí)維護好的，不需要我們?nèi)斯そ槿耄ń粨Q機好啊，對于我們這種非商業(yè)行的人來說杠杠好）

• 多個路由器之間也是同樣通過自學(xué)習(xí)記錄交換表的信息

• 常用的交換機與路由器的網(wǎng)絡(luò)拓撲，以下是沒有沖突域的，主機都是直接連通交換機，當然現(xiàn)實中可能有很多沖突域，這時候就結(jié)合傳輸層所學(xué)的各種解決沖突的問題便可解決。
  

• 交換機只檢測幀的數(shù)據(jù)頭部（再次印證了他是鏈路層的設(shè)備）

• 綜上所述，我們可以很明顯的知道交換機屬于數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-505370.html

交換機的端口劃分

• 需求：有時候我們一個單位分很多個部門，這時候一個交換機就像一個單位，就需要我們對端口進行部門劃分了
• 使用VLAN技術(shù)
  VlAN技術(shù)就是將端口劃分到不同的VLAN中，VLAN之間不可以直接進行通信，即使是同一個交換機也不可以
• 那么VLAN之間到底如何進行通信呢？
  使用第三層設(shè)備：路由器
  使用路由器將兩個VLAN端口連接起來（這時候可能需要為我們的VLAN分配IP子網(wǎng)網(wǎng)段，然后路由器將兩個網(wǎng)段互聯(lián)）
• 中繼端口（trunk port）
  • 有時候可能不同交換機之間有一樣的VLAN時候也需要互聯(lián)
    這時候我們需要用到一個技術(shù)trunk port，在交換機配置的時候可以通過該指令將連接兩個交換機之間的線路設(shè)置為trunk port，即可完成不同交換機之間的相同VLAN互聯(lián)

PPP協(xié)議

• 主要學(xué)習(xí)的是字節(jié)填充
  除了幀定界允許出現(xiàn)連續(xù)的6個1外，其他一概不允許出現(xiàn)，一旦數(shù)據(jù)中出現(xiàn)發(fā)現(xiàn)有五個連續(xù)的1，在1后立即填充一個0
  ?點擊學(xué)習(xí)PPP協(xié)議
  這邊給出以為博主寫的字節(jié)填充博文，實在是寫的太好了，這不是偷懶，確實是寫的很好。

到了這里，關(guān)于計算機網(wǎng)絡(luò)—局域網(wǎng)的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！