关于网络基础知识的归纳总结;后续会(也可能不会)更新

OSI 参考模型

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  1. 物理层:定义了一些介质,包括双绞线,光纤,网线等等。(Attention:传递信息索利用的设备,如上等等,并不在物理层协议之内,而是在物理层协议的下面)网络通信的目的是将数据从一端传输到另一端,在链路上传输的只能是数字信号。(数字信号有两种可能:0 和 1)
    数据单位:比特流

数据终端设备(Data Terminal Equipment,DTE)
具有一定的数据处理能力和数据收发能力的设备,用于提供或接收数据。常见的 DTE 设备有路由器、PC、终端等。

数据通信设备(Data Communications Equipment,DCE)
在 DTE 和传输线路之间提供信号变换和编码功能,并负责建立、保持和释放链路的链接。常见的 DCE 设备有 CSU/DSU、NT1、广域网交换机、MODEM 等。
两者的区别是:DCE 提供时钟,而 DTE 不提供时钟;DTE 的接头是针头(俗称公头),而 DCE 的接头是孔头(俗称母头)。

  1. 数据链路层:是提供对物理层的控制,在线路两端去协商什么是 0,什么是 1. 也就是说如果使用的是网线的话,是使用高频还是低频,需要两端去协商一致。具有流量控制功能
    数据单位:帧(SMAC、DMAC),随着每一段链路发生改变

  2. 网络层:实现跨线路的数据传输。主要负责寻找地址和路由选择
    数据单位:包(打包)(SIP、DIP)

  3. 传输层:进行端对端的控制而无需在路由器上处理(TCP/UDP)
    数据单位:段(分段)

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拟物化来说,传输层就是传输你选购的物件,网络层则是打包好这批物件从出发地到终点站的传输,数据链路层则是将所有物件封装在集装箱中在传输中途径大的中转站分类拣货 MAC 地址发生改变而原有的 IP 地址不改变的过程
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TCP/IP 分层模型

OSI 和 TCP/IP 的区别

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TCP 原理

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TTL(TIME TO LIVE)值的功能:防止环路

ARP 协议

ARP(地址解析协议)
根据已知的 IP 地址解析获取相对应的 MAC 地址

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假设主机 A 想要访问主机 C 需要知道主机 C 的 SMAC&DIP
主机 A 发送一个数据包给主机 C 获得 C 的 MAC 地址映射在 ETH_II 表中、ARP 中存在 SIP\DIP\SMAC
ARP 报文是以广播的形式进行发送
ARP 报文不能穿越路由器,不能转发到其他广播域
免费 ARP 可以用来探测 IP 地址是否冲突

以太网技术

以太网是建立在 CSMA/CD(载波监听多路访问、冲突检测)机制上的广播型网络,只是局域网中的一个协议,并不等同局域网
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常见的以太网设备包括 Hub、交换机等。交换机工作在数据链路层,具有检查并转发的过程;转发数据帧,有效隔离冲突域
但在交换式的以太网中无法隔离广播域
广播域:交换机不能隔离广播域,路由器可以隔离广播域

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每一个以太网卡上都有一个特有的 MAC 地址用来标识
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以太网帧

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通常使用第一种
802.3 格式的典型:ISIS 动态路由协议

MAC 地址和 IP 地址的差别:

  1. 以太网的 MAC 地址:48bit 6 Byte IP 地址:32bit
  2. MAC 地址唯一不可变 IP 地址唯一却可变
  3. 基于制造商进行 MAC 地址分配 基于网络拓扑进行 IP 地址分配
    MAC 地址构成:
    OUI:厂商代码,由 IEEE 分配 3 Byte 24bit
    制造商分配: 3 Byte 24bit

MAC 地址可分为单播、广播、组播 MAC 地址
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  1. 单播以太帧:一对一的传输
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  2. 组播以太帧:一对多的传输
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  3. 广播以太帧:多对多的传输
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以太网中的交换机

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初始情况下,交换机的 MAC 地址表是空的,表项中不存在目的 MAC 地址的信息,此时 DMAC 为未知单播帧。

那交换机该如何处理呢?

由于表中不存在 DMAC,那么交换机就会从所有端口(除了接收 SMAC 的端口)将信息发送出去

上面是我的通俗见解;下面是官方解释:
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假设主机 A 想要访问主机 B
SIP: 10.1.1.1
DIP: 10.1.1.2
SMAC: 00-01-02-03-AA
DMAC: 00-01-02-03-BB

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交换机刚刚启动时,里面没有任何映射关系
1、首先根据 SMAC 地址更新 MAC 地址表,将收到该数据帧的接口和 SMAC 地址的对应关系映射到 MAC 地址表中
2、查看 MAC 地址,如果 MAC 地址表中有该地址,根据对应的接口进行转发,如果 MAC 地址表中没有该地址,则以泛洪的形式发送该报文(泛洪:除收到该数据帧的接口之外,全部发送)

主机 B 收到并处理该数据帧,向主机 A 回复,并将数据帧发往交换机
(交换机的两个任务:学和转发)

同网段数据通信全过程

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交换机刚上电时 MAC 地址表为空
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接收到主机 1 的数据帧,记录他的 SMAC 地址和端口号
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主机 2 收到来自主机 1 发送的数据帧后,返回响应给主机 1;此时 SMAC 为 MAC2,SIP 为 IP2;交换机接收到主机 2 的响应数据帧依旧学习,记录他的 SMAC 地址和端口号
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MAC 地址的老化时间是 300s

更新于

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