篇一 天天嘴上以太网,什么是以太网

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一 前言

本章作为开张篇,会介绍下网络知识里面,最基础最重要的一些概念,以便后续知识展开

二 互联网,万维网,以太网

1. 互联网(internet)

互联网是20世纪末兴起的,电脑网络与电脑网络串联组成的贯穿全球的庞大网络系统,互联网承载范围广泛的信息资源和服务,eg:万维网,电子邮件,文件传输等等。根据范围的大小,网络通常有如下划分:

项目局域网LAN城域网MAN广域网WAN互联网Internet
范围企业,小区,学校一个城市跨城市,国家全球范围
管理者企业,学校,个人运行商,政府,企业运行商各类网络组合

2. 万维网(www)

一句话概括就是运行在因特网之上,基于超文本传输协议http,通过浏览器提供网页浏览的一种服务; 白话就是浏览网页的服务

3. 以太网(Ethernet)

以太网是局域网LAN最常用的通讯技术,IEEE802.3标准制定了以太网的技术标准。下面从速率,拓补结构,传输介质几个角度总结下特点:

角度描述
速率100BASE-TX 老旧设备中还在使用
1000BASE-T 主流,一般家用,企业用
10GBASE-T及以上 数据中心,服务器用
传输介质双绞线 eg: CAT5E家庭,办公室接入主流
光纤 数据中心,长距离
PS:传输介质随着传输速率的提高是不断变化的,比如CAT6a,CAT7速率能达到10Gbps
拓补结构早期总线结构共享带宽,现代以太网以星型拓补为主,独占带宽,使用交换机作为中心节点

这里额外补充下总线型,星型拓补的特性对比

特性总线拓补星型拓补
结构一根总线,设备共享链路中心设备,点对点连接
布线量
故障影响全部瘫痪部分链路设备受影响
性能容易冲突,带宽共享中央设备转发,性能更好
成本
维护
应用早期以太网,工业现场总线现代以太网,企业网络

三 网络参数

1. IP

  • 含义 表示一台设备在网络中的唯一地址
  • IPV4地址 通常为4个十进制数(0~255),分为“网络部分+主机部分” ,eg:192.168.1.30
  • IPV6地址 随着全球联网设备爆炸增长,为了解决IPV4地址枯竭的问题,又产生了IPV6地址,一般用8段十六进制数表示,共128位,据说比地球上沙粒还要多。eg:2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334

2. NetMask

  • 含义 子网掩码用来划分IP地址的网络段和主机段(eg:255.255.255.0),括号内举例网络段24位,主机段8位,该网段最大的主机数目为254台;主机位全0表示网络地址,全1表示广播地址。

  • Eg: 网络地址:192.168.0.0 Netmask:255.255.0.0 那么网络段16位,主机段16位 有效ip范围:192.168.0.1~192.168.255.254 (去除网络地址和广播地址) 广播地址:192.168.255.255

3. GateWay

  • 含义 网关地址是本地网络和外部网络之间的出口设备地址,一般是路由器的LAN口IP,当目标ip不在本地网段时,则必须通过网关来中转通讯
  • 地址设定 网关地址一般设置为网络内第一个或最后一个可用地址,方便记忆和管理。eg:192.168.1.1

4. Mac

  • 含义 media access control 地址是以太网通讯中标识一台网络设备的唯一物理地址,相当于设备的身份证,工作在数据链路层
  • 格式 通常用6个十六进制数表示,48位二进制数;需要注意的是,前24位通常是IEEE分配给厂商的固定地址,后面24位,为厂商自定义序列号。eg:02:03:05:06:07:08

5.Port

  • 含义 端口用来标识一台设备上的哪个应用,哪个服务,配合ip地址才能完整描述通讯目标。常用于TCP协议或UDP协议。一台设备可以同时开启多个端口,提供多个服务
  • 格式 0~65535 eg:8080 注意:有些端口是系统保留的,专门给某个协议使用;有些则是用户可以申请使用

四 单播,组播,广播

  • 单播

一对一,只要有路由可以跨网段,跨路由。Eg:你访问百度服务器

  • 组播

又叫多播,一对多,互联网协议对组播帧中目标ip和mac地址有硬性定义: IP 地址 : 224.0.0.0 ~ 239.255.255.255 是组播范围 MAC 地址: 01:00:5E:xx:xx:xx 是组播 MAC 前缀

PS: 平常在设置设备mac地址时,最左边这段的最低位bit0比较特殊,为1代表组播,为0则代表单播,若设置错误可能导致网路异常。Bit1也比较特殊,为1表示本地管理员分配,不保证全球唯一,为0则代表全球唯一。另外接收设备需要加入组播组才能接收。典型应用eg:网络电视,视频直播

  • 广播

一对 局域网内所有设备,不能跨网段,不能被路由器转发(默认丢弃)。 广播帧要求:目的mac地址全FF,目的ip地址主机段全1 广播帧要少发,可能造成网络堵塞 默认广播帧所有设备都会接收 使用场景eg:ARP请求,局域网设备发现

五 总结

嵌入式里面说的网络开发,主要讲的就是以太网开发