计算机之间的通信
计算机之间的通信大致如下:在知道对方IP地址的下通过发送ARP广播信息来获取对方的Mac地址(网卡地址),输送数据到网卡。
在被网卡接收时:
- 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来处理 - 如果网卡发现数据的目标
Mac地址不是自己,就将会数据丢弃,不会交给上一层来处理
计算机之间的链接方式:
- 网线直连
- 同轴电缆
- 集线器
- 网桥
- 交换机
- 路由器
网线直连
网线直连的方式非常简单,两台计算机通过网线直连后,只要是IP在同一网段即可进行通信
过程:
计算机0(1)当前只知道目标IP地址是192.168.1.11- 发送
ARP广播,其中包含源IP地址和源Mac地址,目标IP地址,此时目标Mac地址为FFFF.FFFF.FFFF 计算机0(2)收到广播后发现目标IP地址是自己,故回复广播信息,其中把自己的Mac地址添加进去计算机0(1)收到计算机0(2)的Mac地址- 两台计算机可以开始通信
同轴电缆
如图所示
同轴电缆是一种比较陈旧的方式,它有以下特点以及不足:
同轴电缆属于半双工通信,也就是说同一时间只能发送一条消息,而且如果是图中第一台计算机发送消息,此信息会一直向前发送直到接触到终结电阻或者其他计算机- 容易导致冲突
- 由于每次发送信息都会发送给每一台计算机,所以导致信息不安全
- 如果
同轴电缆某一段断了会导致整个通信也中断
集线器
集线器是继同轴电缆之后的一种改良方式,它的特点如下:
- 同样也是
半双工通信 - 容易冲突
集线器也是一种很无脑的方式,同样会将消息发送给所有连接的设备
网桥
从上图可以看到
网桥链接了两个集线器,它的特点如下:
- 相较于
集线器的无脑,网桥会记录每个接口侧的Mac地址,在得知Mac地址后,消息的发送具有了辨识性,不再像集线器那样会发送给所有设备 - 由于会记录每个接口侧的
Mac地址,从而可以起到隔离冲突域的作用
交换机
交换机可以看做是集线器和网桥的结合:
- 相当于多接口的
网桥 - 实现
全双工通信 - 比
集线器更安全 - 在
局域网中交换机可以作为最终方案
路由器
路由器的接受和发送信息过程和以上其它几个并不一样,首先计算机A和计算机B处于同一网段中,也要配置好其默认网关为192.168.1.1,同样计算机C和计算机D处于同一网段中,也要配置好其默认网关为192.168.2.1,并且配置路由器连接端口的网关地址,接下来将详细描述计算机A和计算机C的通信过程
过程:
计算机A发送ARP广播获取与路由器相连的端口0的Mac地址计算机A通过路由器的端口0发送消息给目标IP是192.168.2.11- 路由器端口1发送
ARP广播获取计算机C的Mac地址 计算机A和计算机C通过路由器网关进行通信
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 - 连接的设备处于同一个
广播域
路由器:
- 可以在不同网段之间转发数据
- 隔绝
广播域