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小码哥《网络协议从入门到底层原理》笔记(一、二):基本概念、集线器、网桥、交换机、路由器

为了更好地促进互联网络的研究和发展,国际标准化组织iso在1985年制定了网络互连模型

osi 参考模型(open system interconnect reference model),具有7 层结构

实际开发和学习中,主要使用4层的tcp/ip协议和5层的学习研究版。

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在网络请求客户端向服务器发送数据过程中,每一层都负责拼接一部分数据。

在客户端接收服务器返回的数据时,每一层都负责拆除一部分数据。

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需要得知对方的ip地址

最终是根据mac地址(网卡地址), 输送数据到网卡, 被网卡接收

数据中包括源ip、目标ip地址、源mac地址、目标mac地址

如果网卡发现数据的目标mac地址是自己, 就会将数据传递给上一层处理

如果网卡发现数据的目标mac地址 不是自己, 就会将数据丢弃, 不会传递给上一层进行处理

需要用交叉线(不是直通线)

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ping命令使用的是icmp协议,前提是需要知道对方的ip地址,最终是根据mac地址输送数据到网卡,被网卡接收。

当不知道对方mac地址时,使用arp协议,进行广播。

广播只在同一个网段中传播,目的是获取mac地址,给所有连接设备发广播,询问对应ip地址下的mac地址。

arp协议的广播中,目标mac地址为ffff.ffff.ffff。即16进制mac地址,换算二进制全是1。

全是1的mac地址,代表广播,表示在同一个网段的所有连接设备都能接收。

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arp协议是有缓存的,当下次在ping的时候,就不需要再去获取ip地址了,而是直接执行icmp协议。

多台设备连接方式

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半双工通信同一时间,单向通信

容易冲突电缆两个方向同时有数据汇入时,会发生冲突。

不安全数据不会单向走入对应的计算机,而是向所有设备发送数据。

中间断了, 整个就瘫了失去了终止电阻

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优点:某两条线路发生冲突,其他线路任可通信

缺点:

如果连接了1000台设备, arp协议就会发送1000条数据。即使知道对方mac地址,发送数据任然需要同时发送给1000台设备。

半双工通信

容易冲突

不安全

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能够通过自学习得知每个结构那侧的mac地址,从而起到隔绝冲突域的作用。

通过mac地址表

当数据通过网桥mac地址表确定目标mac地址不在另一侧时,就不会继续向另一侧发送数据了。

如果左右两侧数据可以被网桥分隔,那么左右两侧可以同时进行通信。

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相当于接口更多的网桥学习能力,能记住每个接口对应的mac地址

全双工通信,双向通信

比集线器安全

区域网最终方案

会接收到全球设备的广播

ip地址不够用

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可以在不同网段之间转发数据

隔绝广播域不同网段之间的广播是发不过去的

主机发数据之前先判断目标ip地址与主机是否在相同网段

主机先发送arp到路由器网关,确定网关mac地址。

主机发送数据给网关,网关再决定出口是哪个网关。

在出口网关发送arp,以确认接收方mac地址。

最后出口网关将数据发送给接收方。

在同一个网段,发送arp,通过交换机、集线器传递数据。

不在同一个网段

网线直连, 同轴电缆, 集线器, 网桥, 交换机

连接的设备必须在同一网段

连接的设备处在同一广播域

路由器

不同网段之间的广播是发不过去的

隔绝广播域

主机发数据之前, 首先会判断目标主机的ip地址跟它是否在同一个网段

在同一个网段: arp

不在同一个网段: 通过路由器转发数据

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