计算机网络基础chapter01_网桥mac地址映射标的过期时间-优快云博客

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本文概述了人类早期网络的发展，从对等网开始，介绍了网络各层结构，如应用层、表示层、网络层、介质访问控制层，重点讲解了数据传输中的拓扑结构、RJ-45双绞线与光纤技术，以及交换机和网桥的引入，解决了冲突和距离限制问题。还讨论了IP地址、子网掩码、ARP协议和VLSM/CIDR的概念。

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人类最早的网络-----对等网：两台电脑正式连接起来，中间走电流（二进制）

应用层：跟人进行交互（人机交互）----抽象语言转换为编码

表示层：将编码转换为二进制

网络层：

介质访问控制层：

物理层：

需求：

数据传递

产生了最好的共享传输方式

人类最早的网络------对等网

变大这个网络

节点增加
距离边长

RJ-45双绞线：

线最长距离100m，超过了电信号损耗，变弱。网线官方名：RJ-45双绞线

模间色散

模间色散：在光纤中由光源有限宽度产生的色散。

中继器-----（放大器）----解决电信号变弱

仅仅只能物理帮助增加电压

如果无限增加中继器会波形失

波形失帧

拓扑图：

1.直线型拓扑图：

优点：节省电缆

缺点：中间坏一个拓扑就会被破坏。

最早网络传输是明文传输，不能加密，会有安全问题，容易被抓包。

越长越卡，占用带宽过高。

2.环形拓扑：

优点：不害怕断连

缺点：安全问题越长越卡，占用带宽过高。

3.环形拓扑：

优点：安全问题得到减缓方便部署线材用的比较多

缺点：层级越高的节点，出现故障影响越大

树状拓扑：层级越高的节点出现故障，影响就越大

4.全网状拓扑/波环型拓扑图：

优点：好用

缺点：废材料

5.星型拓扑：

优点：性价比极高

缺点：对中心设备要求极高

增加节点的机器-----HUB集线器 ------交换机-网络集线器

HUB集线器----安全延时地址冲突网卡编号为地址

缺点：网路安全资源占用相似电流产生碰撞会抵消（eg：一句话相同电流相同会抵消）

地址------唯一格式相同 MAC地址--------48位二进制构成---以16进制显示

查MAC地址快捷：

cmd-----ipconfig/all

mac会在包头（第三层介质访问控制层）

冲突：CSMA/CD 载波侦听多路访问/冲突检测机制-----------------------------------排队机制

机制解析：

1.首先采用监听功能，当发现有消息在传输时，停止自身消息发送，继续进行监听，排队，随时准备进入下一个阶段。

2.当发现消息发送完毕时，立刻发送消息。

3.当消息相撞时，会相互给彼此发送一个阈值，当阈值减少为0时，发送消息，因为阈值时随机生成，所以必然会有大小之分。

结论：虽然解决了一定的冲突问题，但是大大增加了延时

再次提高要求：

无限的传输距离
没有冲突
形成单播 --------一对一的传输

为了解决以上问题发明了网桥

网桥------------交换机

交换机---------工作在介质访问控制层

怎么解决问题的？？？

无限的传输距离-------读写功能 ------相当于重新写信
没有冲突--------交换机会储存二进制数据，以此来解决冲突问题
形成单播---------运用储存转发原理，储存一批识别一批，实现一对一的识别转发。

交换机的工作原理：

1.当数据帧进入交换机后，交换机会先查看源MAC地址，以及进入端口，并且将源MAC地址和进入端口的映射关系记录在MAC地址表中；随后在MAC地址表中查询目标MAC地址的映射关系。 ①若存在记录，则直接进行单播。②若不存在记录，则向除了进入接口以外的所有接口发送----洪泛该数据。

洪泛：向除了进入接口以外的所有接口发送数据

MAC地址表老化时间：300s

MAC地址是网卡的物理地址

知识疏导

------无线的距离无冲突单播 ---- 网桥--交换机----MAC---（有记录则单播，无记录则洪泛）----洪泛：大量的垃圾信息，造成网络拥堵----路由器---每一个接口都是一个洪泛范围的终点，网络层-----IP地址（逻辑地址）----ARP协议----广播---广播域----

路由器-------从它被发明的那一天起全球互联

由于路由器的诞生，延伸出了新的工作车间---网络层

网络层的诞生-------新的协议----IP------互联网协议使用IP地址

路由器的每一个接口，都是一个洪泛范围的边界

逻辑地址---------IP地址

IPV4地址：32位二进制构成，存在网络位和主机位的区分；

网络位标识所在的范围；采用点分十进制标识。

00000001=1

00000010=2

00000100=4

00001000=8

00010000=16

00100000=32

01000000=64

10000000=128 次方轴

92就是128+64 11000000

子网掩码的特性：由连续的1和连续的0构成，故通过连续的1 来判断出哪里是网络位。

网络位主机位

11000000.10101000.00000001.00000000 192.168.1.0 255.255.255.0

11000000.10101000.00000002.00000000

11111111.11111111.00000000.00000000

255.255.255.0在这里255就是11111111

网络位为上图蓝色主机位为上图黑色

网络位也叫网段

192.168.1.0 255.255.255.0

192.168.2.0

11111111.11111111.00000000.00000000

11111111.11111111.11111111.00000000

172.16.1.0 255.255.255.0

255.255.240.0

11111111.11111111.11110000.00000000

网关：

ARP协议：地址解析协议：通过一种地址找到另一个地址

过程：1.发送ARP请求包，源IP源MAC目标IP目标

MAC：全F发送出去，广播地址

ARP缓存表：记录MAC地址和IP地址

ARP缓存表老化时间：180S

广播域：广播域的范围就是洪泛范围

路由器的工作原理：

PC端在寻找目标时，会先基于子网掩码进行网络位的判断是否在同一网段（广播域），若在同一网段，将直接发送。若不在同一网段，将改变目标的MAC地址写为网关的MAC地址，交付至路由器转发；路由器将会根据路由表查询需要转发的目的地是否可达，若路由表存在其路由条目，则按照相应接口进行无条件转发，若路由表不存在其目标网段，则会直接丢弃。