标签：03 12 地址 传输 MAC 交换机 2020 路由器 设备
2020.11.30
21:13
初识HCIA
应用层：抽象语言——》编码
表示层：编码——》二进制
会话层： 应用程序设备的会话区分，提供会话层地址，为应用程序设定规则。
上三层为应用程序加工处理数据。
下四层负责数据传输。
传输层：分段（将大包截为小包，受MTU的限制）、提供端口号（一个设备在同一时间启动多个应用程序，也就同时访问了多个服务器，在服务器回信息时具有相同的MAC和ip，设备需要快速将多个数据传输给不同的应用程序，就需要在有一个端口号来区分程序） TCP/UDP
网络层：Internet互联网协议—lp
数据链路层：（逻辑链路控制层（LLC）-负责贴校验盒+介质访问控制层（MAC））：——》控制物理层 校验 MAC地址
物理层：——》硬件设备
任何事物的发展都会有一个过程，网络也不例外，那么网络从无到有再到如今到底经历了什么？当然是从少到多，从简到繁，不妨想想看，刚出现网络这个概念的时候肯定是只有俩个设备，中间连着一根网线，构成网络的雏型，随着时间的推移，人们对网络的需求肯定会变大，呢么问题也随即到来。
要使网络变大首先肯定要增加节点，其次就是要延长传输距离，一根很长的网线就能解决的问题怎么还叫问题呢？在长途传输的过程中会导致电压下降，接收者的设备将不会接收到准确的信息，这时，有人发明了——中继器（一个加压的物理设备），这下不就解决问题了，每隔一段距离加一个中继器不就好了，其实中继器只能对传输过来的电信号进行加强，但无法进行复制，连接过多的中继器会导致电信号内容的缺失，以致于无法传递正确的电信号（波形失真）。那么增加节点好了，于是人们构造出了直线型、环型，但是它们的缺点都是在俩台设备进行远距离互动时，其经过的所有设备都会有延时，如果传输一些较大的数据，网络可能会瘫痪，从而就衍生到新型结构（中心放一种设备，其余电脑围绕着他）这种结构的优点是距离不随设备的增加而增加，但是缺点是需要中心设备非常的稳定，呢么一种叫集线器（一层设备）的设备问世，但是问题也随即到来，假设若干台设备都连接着集线器，其中俩台设备进行互动，其余设备如果抓包（将网络传输发送与接收的数据包进行截获、重发、编辑、转存等操作）将会泄漏信息，安全问题出现了。要互动肯定需要知道互动的对象是谁，于是地址问题出现了。俩台设备进行互动时，其间经过的设备会收到大量的无用信息，呢么肯定会影响网速，那么延时问题也来了，设想如果俩台设备同一时间发送消息，他俩的电信号来到集线器相遇，肯定会抵消，所以信号冲突问题也来。呢么迫在眉睫的问题肯定得先解决，网络的搭建不就为了信息交流方便么，要准确发送信息肯定得知道对方的地址，同时要保证信息能顺利发送至目标设备，最起码得保证信号不能有冲突，其实每台设备出厂前都会有一个独一无二的网卡芯片串号，官方叫MAC地址，它是由48位二进制所组成，为了方便人们阅读用16进制显示，它也叫介质访问控制层地址，当然也属于这二层。地址问题解决后再看冲突问题，冲突的实质其实就是多个设备在同一时间发送数据导致的，呢么只要有一个排队机制（先后顺序）就能解决，所以一个叫CSMA/CD（载波侦听多路访问/冲突检测）的设备问世，该设备的运行机制是检测当前状态下有无信号传递，如果有，就等待，如果没有，就发送数据，然而这样也不能完全解决冲突问题，如果与他相连的其中的一台设备发送数据，被他检测到，其余的多台设备都处于等待状态，当信息发送完成后，其余设备同时间发送数据，还是会发生冲突，然后其余设备会被随机设定一个惩罚时间（在这个时间段内无法发送数据，只有过了惩处时间后才会继续看自己能否发送数据），那么势必将造成网络的延时加重，说到这里，其实要使一个网络变大，会有这几点需求：
1.无限的传输距离
2.安全无冲突——所有节点可以同时收发数据
3.单播（一对一进行通讯）
为了满足这些需求，人们发明了网桥，可在当时由于硬件成本很高，并没有大范围普及，后来市面上出现了它的替代品—交换机（二层设备，能使电信号和二进制相互转换）它的出现满足了上述的三个要求，首先解决了传输距离以及冲突问题，正是具有电信号与二机制的相互转换功能，所以当俩台设备进行远距离交流时，期间经过交换机会将信息进行重新读写以及发送。当然它还具有储存功能，当同时有多个电信号发至交换机时，交换机会将电信号转换为二进制并进行存储而后转发，当然就不会在有冲突出现。再看单播问题，它是当数据帧进入交换机时，交换机先查看数据中原MAC地址，然后将其与对应接口进行映射记录（MAC地址表）之后查看数据中目标MAC，在查看本地MAC地址表，找到对应接口。如果找到记录就能向对应接口转发，如果找不到呢？它就会将流量洪范（流量除本地的进入接口外，其他所有接口复制一份），那么洪范的范围过大也是会导致延时严重，如果没有特殊要求会人为限制洪范范围，所以，就出现了一个区域一个区域的现象，无法使这些区域全都连接起来，后来人们又发明了路由器，还专门为路由器发明了网络层——Internet 互联网协议（IP）而每个路由器的接口都是一个洪范的范围，如果要实现不同洪范范围之间的通信，会有这些需求。 设备在访问其他设备前要确定目标和本地是否在一个范围。如果在，需要通过洪范寻找，如果不在，则将流量传递给路由器，由路由器转发。要看是否在同一个范围，那么就需要一个地址来实现，而MAC地址是一个物理地址，固定不变，不具有范围标记能力，所以就需要一个可标记范围的地址（可变地址）。于是就设定了ip地址，所以网络层出现了，ip地址又分为ipv4和ipv6地址，ipv4地址是由32位二进制构成，点分十进制，例如192.168.11，而这32位二进制分为俩部分，前边的称为网络位（network用来标记洪范范围，只要设备都位于这个范围，这部分是相同的 ），后边的称为主机位（host同一范围内）， 而要确定这个地址那部分为网络位，哪部分为主机位，则需要一个子网掩码（标尺，将它转换为二进制后与原IP地址对应），现在，若俩台设备在同一网段进行交流，需要知道对方的IP地址以及MAC地址，如果只知道对方的一个地址，是无法交流的，于是出现了地址解析协议（ARP—通过对方的一个地址来获取对方的另一种地址），它将MAC地址设定为FF-FF-FF-FF-FF-FF，而该地址全球的任何一个设备都不是该地址，传输至交换机后，交换机先识别原MAC然后识别MAC地址，结果无法识别该MAC地址，然后进行洪范（也称为广播），目标收到信息后，将起始发送信息的ip以及MAC地址保存，然后将回信发至交换机，交换机记录、查询后，找到起始发送设备，并传送，实现了广播来，单播回。在不同网段通讯时（中间通过路由器），设备首先需要经交换机（只看MAC）将数据传至路由器，如果设备不知道路由器的IP，则通过ARP去询问，得知路由器接口的MAC后，将信息发送至路由器，路由器首先查看MAC，然后在查看ip，在该网段寻找此IP的设备，找到后，将重新写一个新的MAC地址，在传输过程中，ip不变，MAC会变。
逻辑链条：大—》无限距离、无冲突、单播—》交换机—》MAC—》洪泛—》洪泛的范围—》路由器—》广播—》广播域（洪泛域）
HTTP：超文本传输协议
HTTPS：安全的超文本传输协议
DNS：域名解析服务
FTP：文件传输协议
TFTP：简单的文件传输协议
MTU：端口号：0-65535。
其中 1-1023为注明端口-静态端口
静态端口-固定分配给常使用的各种服务
1024-65535为动态端口-高端口
动态端口一般随机分配给终端设备上启动的应用程序。
端口号的作用：用于区分终端设备的各个程序进程；区分服务器设备提供的各种服务。
UDP（非面向连接的不可靠传输协议）：用户数据报文协议—仅完成传输基础工作的协议—分段、端口号。
TCP（面向连接的可靠传输协议）：传输控制协议—除完成传输层基础外，还需要保障数据传输可靠性，保证传输的数据能全部收到，为了完成收到，必须要面向连接（进行3次（请求、应答、确认）握手来进行通讯会话（建立端到端的虚路））
可靠传输—需要4种机制 确认、重传、排序、流控（滑动窗口）。
名词补充：
封装：数据从高层向低层加工的过程，过程中数据将不断变大（比如要发送一个笑脸，先经7、6、5三层变为二进制—》4层分段、选择TCP/UDP—》3层选择IPV4/IPV6—》2层在前边贴MAC，后边贴校验盒—》1层的电流）
解封装：数据从底层向高层的一个读取过程，数据将不断变小。
PDU：协议数据单元 对各层数据单位。
上三层=报文 传输层=段 网络位=包 数据链路层=帧 物理层=比特流
DNS：域名解析服务 通过域名查找对应的IP地址。
ARP：地址解析协议。
正向ARP：已知对端的ip地址，通过广播查询对端的MAC地址。
反向ARP：已知本地或对端MAC地址，通过MAC查询ip地址。
无故ARP ：在使用IP地址的过程中，向外进行正向ARP，但查询的目标IP地址为本地ip。地址冲突检测。
MTU：最大传输单元
洪范：交换机对广播进行的通讯行为，除流量入口外其他的所有接口复制转出。
TCP：传输控制协议 面向连接的可靠协议
UDP：非面向连接的不可靠协议。
ipv4：互联网协议第四版本。
OSI：开放式系统互联参考模式—七层模型 由ISO组织设定。
TCP/Ip协议栈道：实际网络真正使用模型，7层模式为参考模型。
标签：03,12,地址,传输,MAC,交换机,2020,路由器,设备 来源： https://blog.csdn.net/m0_53090157/article/details/110526091
本站声明： 1. iCode9 技术分享网（下文简称本站）提供的所有内容，仅供技术学习、探讨和分享； 2. 关于本站的所有留言、评论、转载及引用，纯属内容发起人的个人观点，与本站观点和立场无关； 3. 关于本站的所有言论和文字，纯属内容发起人的个人观点，与本站观点和立场无关； 4. 本站文章均是网友提供，不完全保证技术分享内容的完整性、准确性、时效性、风险性和版权归属；如您发现该文章侵犯了您的权益，可联系我们第一时间进行删除； 5. 本站为非盈利性的个人网站，所有内容不会用来进行牟利，也不会利用任何形式的广告来间接获益，纯粹是为了广大技术爱好者提供技术内容和技术思想的分享性交流网站。