认证03 学习：交换、路由、ARP

        数据在网络中传输主要依靠就是两种方式，即交换和路由；同网段的主机互通，用的是交换技术，（2层设备/技术---数据链路层）不同网段主机互通，用的是路由技术（3层设备/技术---网络层）。

        如果是同一个网络中，只用到了交换机，并没有跨网段，这个时候用的就是交换技术，即数据链路层。如果出现问题，就找数据链路层的问题，数据链路层中有MAC地址，ARP功能，那么只有交换技术的网络如果出现问题，那么就是MAC地址不能获得，或者ARP协议出现问题。

        如果不是同一个网络中，那么就会用到路由技术，当然前提是交换网络的问题排查之后才会考虑网络层的技术。网络层的技术出现问题的原因有很多，这里先不做解释。但是网络层中最基础的设备就是网关，如果计算机到网关不能够通讯，那么再向外的所有网络也不可能通讯。所以解决网络问题第一步就是排查网关出错的问题。（网关：一个网段去往另一个网段的接口）

 

        说到交换，就会想到交换机，以下是一些交换机的特性。

1. 交换机仅查看数据正的2层头部信息，交换机对于3层以上的设备的信息不进行关注，仅通过数据帧的2层来进行工作，2cent头部包含的信息有    destination-mac（目标MAC地址） 6byte ； source-mac （源MAC地址） 6byte  ；type  （类型） 2byte。
2. 交换机最重要的核心工作表是AMC地址表，其中包含了MAC地址和端口信息，具体的形式是  MAC -----  Port  一一对应，这样每个MAC地址对应的一个端口，这样确定了设备所连接的端口信息。
3. 交换机的同坐原理是  1.形成MAC地址表  2.查找MAC地址表。形成MAC地址表示交换机受到数据帧以后，会将数据帧中的源MAC提取出来，与接收该数据帧的端口形成对应条目，放入MAC地址表。这样通过网络的通讯，交换机就会形成一个MAC地址表，里面包含了所有交换机端口上的MAC地址信息。 第二步查找MAC地址表，其实就是交换机通过关注数据帧的目标MAC，将其与MAC地址表中的条目进行查找/匹配如果能查看到一个相同的MAC地址则从对应端口发送出去；如果不能查到，则进行广播，进行寻找目标MAC。

        通过上述学习咱们可以知道发送的数据帧中应该包含源MAC地址和目标MAC地址，但是在两台设备通讯之前是不可能知道对方的MAC地址的，那么这样如何找到对方呢？这个时候就用到了ARP协议。

        ARP：address resolution protocol（地址解析协议）

        它的作用是基于目标IP地址，获得对应的目标MAC地址，从而实现数据帧的2层头部的快速封装。ARP通过广播的方式发送广播消息，以便获取含有目标IP地址设备的MAC地址，这样交换机就能得到目标设备的MAC地址，从而同步到MAC地址表中。ARP协议的核心工作表是 arp表，里面包含的是IP地址与MAC地址的对应关系，具体的形式是 IP ---  MAC。

        通过上边的知识，可以总结一下交换网络拍错的方法：

1. 2层不通，看MAC地址
2. MAC对不对，看ARP表
3. 看发送设备的ARP表