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网络协议 Day02 集线器 网桥 交换机

网络协议 Day02 集线器 网桥 交换机

作者: 望穿秋水小作坊 | 来源:发表于2020-11-08 18:51 被阅读0次

    一、理论基础

    1. 因特网上,任意两台计算机之间的通信的必备条件是什么?
    • 需要得知对方的 IP 地址
    2. 获得 IP 地址,最终需要找到目标计算机的什么信息才能通信?
    • 最终是根据 MAC 地址(网卡地址),输送数据到网卡,被网卡接受
    • 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进行处理
    • 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
    3. 半双工和全双工的区别?
    • 半双工(Half Duplex):是指同一个时间段内只有一方能发送(或接收)数据(类似过独木桥)
    • 全双工(Full Duplex):是指在发送数据同时也能够接收数据(类似打电话)
    • //todo: 其中的具体原理还不太清楚
    4. ARP 是什么?
    • ARP 的全称是 地址解析协议(Address Resolution Protocol )
    • IPv4 中的一个通过解析网络地址来寻找数据链路层地址网络传输协议
    • IPv6邻居发现协议(NDP)用于代替地址解析协议(ARP)
    5. ICMP 是什么?ping 是什么?
    • ICMP 的全称是 互联网控制报文协议( Internet Control Message Protocol),它用于网际协议(IP)中发送控制消息,提供可能发生在通信环境中的各种问题反馈。
    • 最经典的用法就是 ping 指令,用于测试两个 IP地址 之间是否能进行通信。
    6. Cisco Packet Tracer 是什么?
    • 是著名公司 思科 旗下的一款模拟网络包跟踪的软件,对于我们学习网络非常有帮助
    • 下载,注册,即可使用

    二、计算机之间的连接方式 - 网线直连

    1. 如果两台电脑要进行通信,最简单的方式是什么?
    • 网线直连
    • 需要用交叉线(不是直通线)
    • 不能解决的是:比较适合两台电脑之间通信,多台电脑无法使用此方式
    2. 什么是直通线?
    • 同一根网线的两端使用同样的线序
    • 一般用于连接不相同的设备(比如:连接电脑和交换机、连接路由器和交换机)
    3. 什么是交叉线?
    • 同一根网线的两端使用不同的线序
    • 一般用于连接相同的设备(比如:连接电脑和电脑、连接路由器和路由器)
    4. 使用 Cisco Packet Tracer 模拟网线直连
    模拟网线直连

    三、计算机之间的连接方式 - 同轴电缆

    1. 什么同轴电缆的连接方式?
    同轴电缆
    2. 同轴电缆解决了什么问题?遗留了什么问题?
    • 主要解决问题:多台电脑进行通信的需求
    • 主要遗留问题:①一旦中间断了,整个网络就瘫痪了②半双工,易冲突③没有智商,没有学习能力

    四、计算机之间的连接方式 - 集线器(Hub)

    1. 什么集线器的连接方式?
    集线器
    2. 集线器解决了什么问题?遗留了什么问题?
    • 主要解决问题:其中一台断掉了,完全不影响其他计算机之间的通信
    • 主要遗留问题:①半双工,易冲突②没有智商,没有学习能力
    3. 使用 Cisco Packet Tracer 模拟集线器
    集线器模拟
    • 无论 ARP 包还是 ICMP 包都会先传给 集线器Hub,然后由集线器 Hub进行广播
    • 因为集线器没有智商,所以无论 ARP 包还是 ICMP 包发送包或者回复包,集线器都不会学习,会采取最弱智的广播
    • 要在脑海中要能模拟出① ARP 包发送和回复的流程 ② ICMP 包发送和回复的流程
    4. 是谁会对 ARP 进行缓存?如何查看?
    • 是计算机会对 ARP 进行缓存,因为集线器没有智商
    • 可以通过 arp -a 指令进行查看
      查看缓存

    五、计算机之间的连接方式 - 网桥(Bridge)

    1. 什么是网桥?
    网桥
    2. 网桥解决了什么问题?
    • 能够通过自主学习得知每个接口那侧的 MAC 地址
    • 从而起到隔绝冲突域的作用(有点解决冲突的意思了,但是没完全解决)
    3. 网桥遗留的问题?
    • 还是有可能冲突的
    • 只有两个口,扩展起来不容易
    4. 要在脑海中要能模拟出① ARP 包发送和回复的流程 ② ICMP 包发送和回复的流程
    网桥

    六、计算机之间的连接方式 - 交换机(Switch)

    1. 什么是交换机?
    image.png
    • 交换机是搭建局域网的最终方案
    2. 为什么说交换机比集线器安全?
    • 集线器没有智商,会把数据包也进行广播,容易被抓包工具抓数据
    • 交换机只会广播 ARP 包,找到目标MAC 地址后,能精准发送数据包
    3. 思考如果全球设备都用交换机连接是什么情况?
    • 一台新加入的设备,发送一次数据,会先发一次 ARP 包,那么全球计算机都会收到这个 ARP 包。这样如果许多机器一起发,必定造成网络拥堵
    • 换句话说,只要发广播,全球计算机都会收到,也就是会造成广播风暴
    4. 我们经常说的是什么?
    • 是调制解调器
    • 是用来变信号的(光电信号)
    • 家用路由器是内置了交换机路由器

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