小白图解网络电子书-笔记二

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路由器,集线器,交换机,网桥,光猫

1集线器

1 汇聚网线的中心

image.png 要理解PHY模块的作⽤,⾸先要先了解每个⽹⼝,都可能接着⽹线(废话),⽽每根⽹线的传输的格式都是有可能不同的。⽽PHY的作⽤,就是把这些格式转化为⼀个通⽤的格式。举个例⼦。PHY就好⽐⼀个翻译器,有的⼈说英⽂,有的⼈说⽇⽂。但是PHY,会把它统⼀转为普通话,给内部电路处理。内部电路处理完之后,再经过PHY模块,转为英语,或⽇⽂从对应⽹⼝⾥输出。

2应用层

2.1 由应用本事保证

3传输层

3.1

image.png 这里面主要的是源和目的端口.其中ab其中一个电脑做服务器,开放一个固定端口,作为目的端口,这时候启动一个客户端进程,进入a 的服务器进程

4网络层

局域网的话,意味着子网掩码要一致

5数据链路层

ARP地址解析协议

6物理层

从数据链路层到物理层,数据会被转为01⽐特流。此时需要把⽐特流传到另⼀台电脑。通过⼀根⽹线,两段⽔晶头插⼊⽹⼝,把两台电脑连起来。但对⽹线有⼀些要求。这根⽹线两端的⽔晶头需要采⽤交叉互联法

7交换机

类似和集线器,叫switch 属于数据链路层,比集线器在的物理层高一点,但是功能比较强 7.1 MAC地址表 交换机内部由一个端口号和MAC地址的对应关系,这个表是交换机不断学习的结果 如果A没有长时间发到这个1号端口的话,就会过期被删除 7.2当目标端口和源端口是一个的时候,会丢弃这个包 7.3如果找不到对应的MAC地址 交换机没办法判断要转发到哪个端口,只能转发到除了源端口之外的全部端口就,这个时候就会和集线器一样广播 7.4交换机内部结构

image.png 其实对⽐可以发现,交换机和集线器内部结构很像。重点需要提到的是MAC模块。消息以电信号的形式从⽹⼝进⼊,到了PHY会被转成通⽤格式的电信号。⽽MAC模块的作⽤是把这个电信号转为数字信号,这样就能提取出MAC包头,并通过MAC数据帧末尾的FCS校验这个包有没有问题,如果没问题,则把数据放到内存缓冲区⾥,否则直接丢弃。另外,这个MAC模块,虽然这么叫。但其实交换机MAC模块不具有MAC地址。因此交换机的端⼝不核对接收⽅MAC地址,⽽是直接接收所有的包并存放到缓冲区中。放⼊到内存缓冲区后,还会把MAC地址和端⼝号记录到MAC地址表中。同时检查⽬的MAC地址在不在MAC地址表中,在的话则会转发到对应端⼝。否则⼴播。 7.5交换机和网桥的区别 网桥可以理解是两个网线口的交换机正好可以把两电脑桥接 7.6三层交换机 就是路由器 世界上电脑这么多,交换机MAC地址全记住么 属于有了路由器,工作在网络层

8路由器

8.1ip

image.png 8.2内部结构

image.png 路由器内部,分为控制平⾯和数据平⾯,说⽩了就是对应软件部分和硬件部分。硬件部分跟交换机很像。数据从A⽹⼝进⼊,此时数据还是⽹线上格式的电信号,会被PHY模块转为通⽤信号格式,再被MAC模块转为数字信号,通过FCS进⾏错误校验,同时校验MAC地址是否是⾃⼰,通过校验则进⼊内存缓冲区,否则丢弃。再进⼊软件部分,由路由选择处理器,通过⼀定规则(软件逻辑),查询路由表判断转发⽬标和对应转发⼝,再经由硬件部分的交换结构转发出去。如果路由表中⽆法找到匹配记录,路由器会丢弃这个包,并通过ICMP消息告知发送⽅。

8.3和交换机的区别 MAC模块,每一个网口下独有一个MAC地址和ip地址 就是因为由MAC地址才能作为数据链路层的发送方和接收方

8.4找不到转发⽬的地时的处理⽅式有区别 如果在路由表中⽆法找到匹配的记录,路由器会丢弃这个包,并通过ICMP消息告知发送⽅。⽽交换机在MAC地址表⾥找不到转发端⼝时会选择⼴播。这⾥的处理⽅式两者是不同的,原因在于⽹络规模的⼤⼩。交换机连接的⽹络最多也就是⼏千台设备的规模,这个规模并不⼤。如果只有⼏千台设备,遇到不知道应该转发到哪⾥的包,交换机可以将包发送到所有的端⼝上,虽然这个⽅法很简单粗暴,但不会引发什么问题。但路由器⼯作的⽹络环境就是互联⽹,全世界所有的设备都连接在互联⽹上,规模⾮常⼤,并且这个规模还在持续扩⼤中。如果此时它的操作跟交换机⼀样,将不知道应该转发到哪⾥的包发送到整个⽹络上,那就会产⽣⼤量的⽹络包,造成⽹络拥塞。因此,路由器遇到不知道该转发到哪⾥的包,就会直接丢弃。 8.5路由器和光猫有啥区别 其实就是一种调制解调器,用来光电信号转换的设备 接收数据可以把光信号转化为电信号,相反就是把电信号转化为光信号

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9总结

两台电脑可以通过⼀根⽹线直接连接,进⾏通信。 机器⼀多,可以把⽹线都接到集线器(物理层)上,但是集线器会不管三七⼆⼗⼀进⾏⼴播。 不想⼴播,可以⽤(⼆层)交换机(数据链路层),⼜叫多端⼝⽹桥,它⽐较聪明,会⾃我学习⽣产MAC地址表,知道消息发到哪,那就不需要⼴播啦 互联⽹电脑这么多,交换机MAC地址表总不能全放下吧。改⽤路由器(⽹络层),也叫三层交换机,通过⽹段的⽅式定位要把消息转发到哪,就不需要像交换机那样苦哈哈⼀条条记录MAC地址啦。 路由器和光猫之间是好搭档,光猫负责把光纤⾥的光信号转换成电信号给路由器。现在⼀般情况下,家⾥已经不⽤集线器和交换机了,⼤部分路由器也支持交换机的功能。所以可以看到,家⾥的台式机电脑⼀般就连到⼀个路由器,再连个光猫就够能快乐上⽹了。

lg:还是以前人很多一起玩电脑游戏比较好玩,开心捏