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什么是计算机网络#xff1f; 什么是网络协议#xff1f; 计算机网络的结构 数据交换之电路交换 数据交换之报文交换和分组交换 分组交换 vs 电路交换 计算机网络性能#xff08;1#xff09;——速率、带宽、延迟 计算机网络性能#xff08;2#xff09;…系列文章目录
什么是计算机网络 什么是网络协议 计算机网络的结构 数据交换之电路交换 数据交换之报文交换和分组交换 分组交换 vs 电路交换 计算机网络性能1——速率、带宽、延迟 计算机网络性能2——时延带宽积、丢包率、吞吐量/率 计算机网络体系结构概念 OSI参考模型基本概念 OSI参考模型中非端-端层物理层、数据链路层、网络层功能介绍 OSI参考模型中端-端层传输层、会话层、表示层、应用层功能介绍 TCP/IP参考模型基本概念包括五层参考模型 网络应用的体系结构 网络应用进程通信 网络应用对传输服务的需求 Web应用之HTTP协议涉及HTTP连接类型和HTTP消息格式 Cookie技术 Web缓存/代理服务器技术 传输层服务概述、传输层 vs. 网络层 传输层——多路复用和多路分用 传输层——UDP简介 传输层——可靠数据传输原理之Rdt协议 传输层——可靠数据传输之流水线机制与滑动窗口协议 传输层——TCP特点与段结构 传输层——TCP的可靠数据传输 TCP连接管理图解三次握手和四次挥手 传输层——拥塞控制原理与解决方法 TCP的拥塞控制机制 网络层服务与核心功能 网络层服务模型——虚电路网络 网络层服务模型——数据报网络 Internet网络的网络层——IP协议之IP数据报的结构 IP分片 IP编址与有类IP地址 IP子网划分与子网掩码 CIDR与路由聚合 DHCP协议 网络地址转换(NAT) ICMP互联网控制报文协议 IPv6简介 路由算法之链路状态路由算法 路由算法之距离向量路由算法 路由算法之层次路由 数据链路层概述 数据链路层——差错编码 多路访问控制(MAC)协议——随机访问MAC协议 系列文章目录MAC地址ARP: 地址解析协议 MAC地址
32位IPv4地址
接口的网络层地址用于标识网络层(第3层)分组支持分组转发
MAC地址(或称LAN地址,物理地址,以太网地址) : 在数据链路层用于局域网内标识一个帧从哪个接口发出到达哪个物理相连的其他接口 48位MAC地址(用于大部分LANs)固化在网卡的 ROM中有时也可以软件设置。e.g.: 1A-2F-BB-76-09-AD 局域网中的每块网卡都有一个唯一的MAC地址 MAC地址由IEEE统一管理与分配。任何一个网卡生产厂商需要购买MAC地址空间(前24比特) MAC地址相当于身份证号无论在哪里都是唯一的IP地址相当于邮政地址有归属和层次关系 ARP: 地址解析协议
一个网络接口在网络层有IP地址在数据链路层有MAC地址。因此在通信过程中就要考虑一个问题在同一个LAN内 如何在已知目的接口的IP地址前提下确定其MAC地址
为此LAN中的每个IP结点 (主机、路由器)都会维护一个表这个表叫做ARP表这个表会存储某些LAN结点的 IP/MAC地址映射关系 IP地址; MAC地址; TTL。TTL存活时间设置该映射关系的存在时间(典型值为20min)。这样保证ARP表反映最新的信息。
比如A想要给同一局域网内的 B发送数据报但A只知道B的IP地址这时就要用到ARP协议大概过程是这样的
A广播ARP查询分组其 中包含B的IP地址。 目的MAC地址 FF-FF-FF-FF-FF-FFLAN中所有结点都会接收 ARP查询 B接收ARP查询分组IP 地址匹配成功向A应答 B的MAC 地址 利用单播帧向A发送应答 A在其ARP表中缓存B的 IP-MAC地址对直至超时。超时后再次刷新
显然ARP是“即插即用”的协议。主机在刚接入网络的时候ARP表可能是空的正是在通信过程中不断查询更新MAC地址的。
那如果A和B不在同一个局域网内这个时候应该怎么做呢
假设A和B这两个子网通过R路由器进行互连 假设A知道B的IP地址一般由用户定义输入假设A知道第一跳路由器R (左)接口IP地址A主机的默认网关地址就是路由器左侧接口的地址假设A知道第一跳路由器R (左)接口MAC地址 通过ARP协议
过程
A构造IP数据报其中源IP地址是A的IP地址目的IP地址是B的IP地址。进一步封装数据报构造链路数据帧其中源MAC地址是A的MAC地址目的MAC地址是 R(左)接口的MAC地址路由器左侧的接口收到数据帧以后提取IP数据报传递给上层IP协议。一般情况下不会修改源和目的的IP地址。R进一步创建链路层帧其中源MAC地址是R(右)接口的MAC地址目 的MAC地址是B的MAC地址B在链路层收到数据帧之后要完成链路层的功能。之后提取出IP数据报交给上层的IP协议再一层一层往上
