网络传输前三层基础入门

参考文章

第一层 物理层

集线器

物理层，将电信号转发到所有出口（广播）

MAC地址

全局唯一的标识名

MAC地址（物理地址、硬件地址）长度为48位。由网络设备制造商生产时烧录在网卡的EPROM（一种闪存芯片，通常可以通过程序擦写）。

00-16-EA-AE-3C-40

其中前 24 位 00-16-EA 代表网络硬件制造商的编号，后 24 位 AE-3C-40 是该厂家自己分配的，一般表示系列号。

发送数据包时在头部拼接一个包含源mac和目标mac信息的数据，接收方根据头部目标mac地址信息判断数据包收下or丢弃

第二层 数据链路层

交换机

数据链路层，交换机内部维护一张MAC地址表，记录每一个MAC地址的设备链接在哪一个端口上

以太网

通过交换机传输而组成的小范围网络

MAC地址表建立过程

1. MAC地址表初始为空表，
2. A→B：根据数据的进入端口及数据包头部的源mac信息记录第一条数据（A的MAC和端口号）
3. 将此包发给所有端口，机器B确认收到发给自己的包后会做出响应，交换机根据响应数据的进入端口和数据包的目标mac记录第二条数据
4. 经过不断的通信，更新MAC地址表

机器数量变多，可以将多个交换机连接起来构成通信网络，此时，每台交换机上的MAC地址表都会记录网络中全部机器MAC地址及其对应端口

第三层 网络层

路由器

网络层，独立拥有MAC地址的设备，可以将数据包做一次转发

路由器的每一个端口都有独立的MAC地址

路由器中有路由表用于映射 IP 地址(段)和它的端口，是各种路由算法 + 人工配置逐步完善起来的

IP地址：32位（2进制），分为4部分用十进制表示，如192.168.0.1，可修改

便于规划网络拓扑结构（使同一交换机下（同一子网）的机器具有相同的ip地址开头）

数据包头部包含：数据链路层头部（MAC信息），网络层头部（IP信息）

子网

子网掩码

将源 IP 与目的 IP 分别同这个子网掩码进行与运算，相等则是在一个子网，不相等就是在不同子网

默认网关

A 在自己电脑里配置的一个 IP 地址，发给不同子网的机器时，发给这个 IP 地址

现实中往往只知道目的地IP地址而不知道MAC地址，因此

在网络层要把IP地址对应的MAC地址找到

arp协议

电脑和路由器中有一张arp缓存表，表中记录着 IP 与 MAC 地址的对应关系

（同一子网获取对方mac地址，不在同一子网获取默认网关mac地址

一开始的时候这个表是空的，电脑 A 为了知道电脑 B（192.168.0.2）的 MAC 地址，将会广播一条 arp 请求，B 收到请求后，带上自己的 MAC 地址给 A 一个响应。此时 A 便更新了自己的 arp 表

网络层（IP协议）本身没有传输包的功能，包的实际传输是委托给数据链路层（以太网中的交换机）来实现的