网络体系术语和计算机网络的互联

Echozytlxl
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一、网络体系术语

1.1、实体

实体：任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。 对等实体：通信双⽅相同层次中的实体。

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1.2、协议

  • 协议三要素
    • 语法：定义所交换信息的格式
    • 语义：定义通信双方所要完成的操作
    • 同步：定义通信双方的时序关系

协议是“水平”的，而服务是“垂直”的。

1.3、服务

  • 实体看得⻅下层提供的服务，但并不知道实现该服务的具体协议。下层的协议对上层的实体 是“透明”的。
  • 对等层次之间传送的数据包称为该层的协议数据单元（Protocol Data Unit，PDU）。
  • 同⼀系统内层与层之间交换的数据包称为服务数据单元（Service Data Unit，SDU）。

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二、计算机网络互联

2.1、计算机的连接方式

2.1.1、两台计算机的互联

网线直联，需要交叉线

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2.1.2、多台计算机的互联

通信模型： (T发送端 ----> R接收端)
单工通信:发送端、接收端只具备一种能力，要么发送（当发送的时候，只能进行发送，不能接收），要么接收。
双工通信:发送端、接收端具备两种能力。
半双工通信:发送端、接收端具备两种能力且信道一个，同时只能满足一个通信的过程。

2.1.2.1、旧式方法

使用同轴电缆
半双工通信，容易冲突。 image.png

2.1.2.2、集线器方法

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  • 连接特点：
    • 半双工通信、容易发生冲突 不安全、跟同轴电缆⼀样，没有记录存储能⼒，但某两个节点出现问题，不影响其他节点
  • 缺点： 如果有1000台设备用多集线器连接，那么1台主机发送的数据，虽然最后只有一个主机来处理这 个数据包，但会被发送到999台主机，对整个网络链路的占用率会非常高。
2.1.2.3、网桥方法

网桥又叫做桥接器，工作在数据链路层，是一个二层设备。网桥能够互连两个采⽤不同传输介质与 不同传输速率的网络，但是网桥需要互连的⽹络在数据链路层以上采⽤相同的协议。⽹桥可以分隔两个 网络之间的通信量，对收到的帧根据其MAC帧的目的地址进行转发和过滤。当网桥收到⼀个帧时，并不是向所有的接口转发此帧，而是根据此帧的目的MAC地址，查找网桥中的地址表，然后确定将该帧转发 到哪⼀个接口，或者是把它丢弃(即过滤)。

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  • 简单理解作用机制：网桥能够记录数据的来源位置。当数据包到达集线器时，集线器会将数据包复制并转发给所有连接的设备。然而，网桥在第一次接收到数据包时，会记录下它的来源位置，从而减少后续的重复转发次数。
  • 特点
    • 网桥可以通过自己学习得知每侧接口的MAC地址，从而起到隔绝冲突域的作用。
2.1.2.3、交换机方法

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  • 交换机=集线器+网桥 全双工通信。
  • 简单理解它的作用机制：交换机的运作机制颇为巧妙：当它初次接收到一个数据包时，会如同邮差般将其复制并投递给网络中的每一个角落，确保信息能够到达目的地。在这一过程中，交换机会细心观察并记录下每个数据包的归宿地。待到下一次，当相同的信息需要再次传递时，交换机便无需再行广播之劳，而是精准地将数据包送达已知的目的地，从而提升了网络的效率与优雅。
2.1.2.4、路由器方法

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  • 之前的多台计算机互联，连接的设备必须在同⼀网段，处在同⼀广播域
  • 路由器特点
    • 可以在不同网段之间转发数据
    • 隔绝广播域

注意： 主机发送数据之前，首先会判断目标主机的IP地址跟它是否在同⼀个网段：
1 同⼀个网段：ARP广播，查找MAC，通过交换机、集线器传递数据
2 不在同⼀个网段：通过路由器转发数据，主机向网关发送数据

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