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  • 1983年,IEEE标准委员会批准了10 Mb/s的以太网标准作为IEEE标准,随后发布1985年IEEE标准802.3-1985。自1985年以来,IEEE Std 802.3增加了新的媒体选项,新的操作速度和新的功能。 1997年增加了一个全双工MAC协议。 ...
  • IEEE802.3-2015 ,以太网协议标准
  • 以太网协议

    2019-09-28 11:28:19
    历史上以太网帧格式有五种:1 Ethernet V1:这是最原始的一种格式,是由Xerox PARC提出的3Mbps CSMA/CD以太网标准的封装格式,后来在1980年由DEC,Intel和Xerox标准化形成Ethernet V1标准;2 Ethernet II即DIX 2.0:...

    历史上以太网帧格式有五种:
    1 Ethernet V1:这是最原始的一种格式,是由Xerox PARC提出的3Mbps CSMA/CD以太网标准的封装格式,后来在1980年由DEC,Intel和Xerox标准化形成Ethernet V1标准;
    2 Ethernet II即DIX 2.0:Xerox与DEC、Intel在1982年制定的以太网标准帧格式。Cisco名称为:ARPA。

    这是最常见的一种以太网帧格式,也是今天以太网的事实标准,由DEC,Intel和Xerox在1982年公布其标准,主要更改了Ethernet V1的电气特性和物理接口,在帧格式上并无变化;Ethernet V2出现后迅速取代Ethernet V1成为以太网事实标准;Ethernet V2帧头结构为6bytes的源地址+6bytes的目标地址+2Bytes的协议类型字段+数据。
    常见协议类型如下:
    0800       IP
    0806       ARP
    0835       RARP
    8137       Novell IPX
    809b       Apple Talk
    如果协议类型字段取值为0000-05dc(十进制的0-1500),则该帧就不是Ethernet V2(ARPA)类型了,而是下面讲到的三种802.3帧类型之一;Ethernet可以支持TCP/IP,Novell IPX/SPX,Apple Talk Phase I等协议;RFC 894定义了IP报文在Ethernet V2上的封装格式;

    PR SD DA SA TYPE DATA PAD FCS
    56位 8位 48位 48位 16位 不超过1500字节 不够填充 32位

    在每种格式的以太网帧的开始处都有64比特(8字节)的前导字符,如图所示。其中,前7个字节称为前同步码(Preamble),内容是16进制数0xAA,最后1字节为帧起始标志符0xAB,它标识着以太网帧的开始。前导字符的作用是使接收节点进行同步并做好接收数据帧的准备。

    ——PR:同步位,用于收发双方的时钟同步,同时也指明了传输的速率(10M和100M的时钟频率不一样,所以100M网卡可以兼容10M网卡),是56位的二进制数101010101010.....

    ——SD: 分隔位,表示下面跟着的是真正的数据,而不是同步时钟,为8位的10101011,跟同步位不同的是最后2位是11而不是10.

    ——DA:目的地址,以太网的地址为48位(6个字节)二进制地址,表明该帧传输给哪个网卡.如果为FFFFFFFFFFFF,则是广播地址,广播地址的数据可以被任何网卡接收到.

    ——SA:源地址,48位,表明该帧的数据是哪个网卡发的,即发送端的网卡地址,同样是6个字节.

    ----TYPE:类型字段,表明该帧的数据是什么类型的数据,不同的协议的类型字段不同。如:0800H 表示数据为IP包,0806H 表示数据为ARP包,814CH是SNMP包,8137H为IPX/SPX包,(小于0600H的值是用于IEEE802的,表示数据包的长度。)

    ----DATA:数据段 ,该段数据不能超过1500字节。因为以太网规定整个传输包的最大长度不能超过1514字节。(14字节为DA,SA,TYPE)

    ----PAD:填充位。由于以太网帧传输的数据包最小不能小于60字节, 除去(DA,SA,TYPE 14字节),还必须传输46字节的数据,当数据段的数据不足46字节时,后面补000000.....(当然也可以补其它值)

    ----FCS:32位数据校验位.为32位的CRC校验,该校验由网卡自动计算,自动生成,自动校验,自动在数据段后面填入.对于数据的校验算法,我们无需了解.

    ----事实上,PR,SD,PAD,FCS这几个数据段我们不用理它 ,它是由网卡自动产生的,我们要理的是DA,SA,TYPE,DATA四个段的内容.

    ----所有数据位的传输由低位开始(但传输的位流是用曼彻斯特编码的)

    ----以太网的冲突退避算法就不介绍了,它是由硬件自动执行的.

    DA+SA+TYPE+DATA+PAD最小为60字节,最大为1514字节.

    ----以太网卡可以接收三种地址的数据,一个是广播地位,一个是多播地址(我们用不上),一个是它自已的地址.但网卡也可以设置为接收任何数据包(用于网络分析和监控).

    ----任何两个网卡的物理地址都是不一样的,是世界上唯一的,网卡地址由专门机构分配.不同厂家使用不同地址段,同一厂家的任何两个网卡的地址也是唯一的.根据网卡的地址段(网卡地址的前三个字节),可以知道网卡的生产厂家.有些网卡的地址也可以由用户去设定,但一般不需要.

    3 Ethernet 802.3 raw帧格式  

      如图5所示,是Ethernet 802.3 raw类型以太网帧格式。

        

                                图5  Ethernet 802.3 raw帧格式  

      在Ethernet 802.3 raw类型以太网帧中,原来Ethernet II类型以太网帧中的类型字段被"总长度"字段所取代,它指明其后数据域的长度,其取值范围为:46-1500。  

      接下来的2个字节是固定不变的16进制数0xFFFF,它标识此帧为Novell以太类型数据帧。  

      4 Ethernet 802.3 SAP帧格式

      如图6所示,是Ethernet 802. 3 SAP类型以太网帧格式。

        

                                                 图6  Ethernet 802. 3 SAP帧格式

      

      从图中可以看出,在Ethernet 802.3 SAP帧中,将原Ethernet 802.3 raw帧中2个字节的0xFFFF变为各1个字节的DSAP和SSAP同时增加了1个字节的"控制"字段,构成了802.2逻辑链路控制(LLC)的首部。LLC提供了无连接(LLC类型1)和面向连接(LLC类型2)的网络服务。LLC1是应用于以太网中,而LLC2应用在IBM SNA网络环境中。
      新增的802.2 LLC首部包括两个服务访问点:源服务访问点(SSAP)和目标服务访问点(DSAP)。它们用于标识以太网帧所携带的上层数据类型,如16进制数0x06代表IP协议数据,16进制数0xE0代表Novell类型协议数据,16进制数0xF0代表IBM NetBIOS类型协议数据等。

    常见SAP值:
    0                                      Null LSAP                   [IEEE]
    4                                      SNA Path Control        [IEEE]
    6                                      DOD IP                       [79,JBP]
    AA                                  SNAP                          [IEEE]
    FE                                   ISO DIS 8473             [52,JXJ]
    FF                                   Global DSAP               [IEEE]
    SAP值用以标志上层应用,但是每个SAP字段只有8bits长,而且其中仅保留了6比特用于标识上层协议,因此所能标识的协议数有限(不超过32种);并且IEEE拒绝为某些重要的协议比如ARP协议定义SAP值(奇怪的是同时他们却定义了IP的SAP值);因此802.3/802.2 LLC的使用有很大局限性;

      至于1个字节的"控制"字段,则基本不使用(一般被设为0x03,指明采用无连接服务的802.2无编号数据格式)。  

      5 Ethernet 802.3 SNAP帧格式

      如图7所示,是Ethernet 802. 3 SNAP类型以太网帧格式。

      

                                          图7  Ethernet 802. 3 SNAP帧格式

      

      Ethernet 802. 3 SNAP类型以太网帧格式和Ethernet 802. 3 SAP类型以太网帧格式的主要区别在于:  

      ●2个字节的DSAP和SSAP字段内容被固定下来,其值为16进制数0xAA。  

      ●1个字节的"控制"字段内容被固定下来,其值为16进制数0x03。  

      ●增加了SNAP字段,由下面两项组成:  

      ◆新增了3个字节的组织唯一标识符(Organizationally Unique Identifier,OUI ID)字段,其值通常等于MAC地址的前3字节,

    ◆ 增加了表示上层协议的类型

    这是IEEE为保证在802.2 LLC上支持更多的上层协议同时更好的支持IP协议而发布的标准,与802.3/802.2 LLC一样802.3/802.2 SNAP也带有LLC头,但是扩展了LLC属性,新添加了一个2Bytes的协议类型域(同时将SAP的值置为AA),从而使其可以标识更多的上层协议类型;另外添加了一个3Bytes的OUI字段用于代表不同的组织,RFC 1042定义了IP报文在802.2网络中的封装方法和ARP协议在802.2 SANP中的实现;

    不同厂商对这几种帧格式通常有不同的叫法,比如:
    Frame Type                              Novel                           Cisco
    Ethernet Version 2                    Ethernet_II                    arpa
    802.3 Raw                               Ethernet_802.3              novell_ether
    IEEE 802.3/802.2                    Ethernet_802.2              sap
    IEEE 802.3/802.2 SNAP         ETHERNET_SNAP     snap

    转载于:https://www.cnblogs.com/EasyData/archive/2009/01/05/1368812.html

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  • 以太网协议

    千次阅读 2009-04-02 11:11:00
    历史上以太网帧格式有五种:1 Ethernet V1:这是最原始的一种格式,是由Xerox PARC提出的3Mbps CSMA/CD以太网标准的封装格式,后来在1980年由DEC,Intel和Xerox标准化形成Ethernet V1标准;2 Ethernet II即DIX 2.0:...

    历史上以太网帧格式有五种:
    1 Ethernet V1:这是最原始的一种格式,是由Xerox PARC提出的3Mbps CSMA/CD以太网标准的封装格式,后来在1980年由DEC,Intel和Xerox标准化形成Ethernet V1标准;
    2 Ethernet II即DIX 2.0:Xerox与DEC、Intel在1982年制定的以太网标准帧格式。Cisco名称为:ARPA。

    这是最常见的一种以太网帧格式,也是今天以太网的事实标准,由DEC,Intel和Xerox在1982年公布其标准,主要更改了Ethernet V1的电气特性和物理接口,在帧格式上并无变化;Ethernet V2出现后迅速取代Ethernet V1成为以太网事实标准;Ethernet V2帧头结构为6bytes的源地址+6bytes的目标地址+2Bytes的协议类型字段+数据。
    常见协议类型如下:
    0800       IP
    0806       ARP
    0835       RARP
    8137       Novell IPX
    809b       Apple Talk
    如果协议类型字段取值为0000-05dc(十进制的0-1500),则该帧就不是Ethernet V2(ARPA)类型了,而是下面讲到的三种802.3帧类型之一;Ethernet可以支持TCP/IP,Novell IPX/SPX,Apple Talk Phase I等协议;RFC 894定义了IP报文在Ethernet V2上的封装格式;

    PR SD DA SA TYPE DATA PAD FCS
    56位 8位 48位 48位 16位 不超过1500字节 不够填充 32位

    在每种格式的以太网帧的开始处都有64比特(8字节)的前导字符,如图所示。其中,前7个字节称为前同步码(Preamble),内容是16进制数0xAA,最后1字节为帧起始标志符0xAB,它标识着以太网帧的开始。前导字符的作用是使接收节点进行同步并做好接收数据帧的准备。

    ——PR:同步位,用于收发双方的时钟同步,同时也指明了传输的速率(10M和100M的时钟频率不一样,所以100M网卡可以兼容10M网卡),是56位的二进制数101010101010.....

    ——SD: 分隔位,表示下面跟着的是真正的数据,而不是同步时钟,为8位的10101011,跟同步位不同的是最后2位是11而不是10.

    ——DA:目的地址,以太网的地址为48位(6个字节)二进制地址,表明该帧传输给哪个网卡.如果为FFFFFFFFFFFF,则是广播地址,广播地址的数据可以被任何网卡接收到.

    ——SA:源地址,48位,表明该帧的数据是哪个网卡发的,即发送端的网卡地址,同样是6个字节.

    ----TYPE:类型字段,表明该帧的数据是什么类型的数据,不同的协议的类型字段不同。如:0800H 表示数据为IP包,0806H 表示数据为ARP包,814CH是SNMP包,8137H为IPX/SPX包,(小于0600H的值是用于IEEE802的,表示数据包的长度。)

    ----DATA:数据段 ,该段数据不能超过1500字节。因为以太网规定整个传输包的最大长度不能超过1514字节。(14字节为DA,SA,TYPE)

    ----PAD:填充位。由于以太网帧传输的数据包最小不能小于60字节, 除去(DA,SA,TYPE 14字节),还必须传输46字节的数据,当数据段的数据不足46字节时,后面补000000.....(当然也可以补其它值)

    ----FCS:32位数据校验位.为32位的CRC校验,该校验由网卡自动计算,自动生成,自动校验,自动在数据段后面填入.对于数据的校验算法,我们无需了解.

    ----事实上,PR,SD,PAD,FCS这几个数据段我们不用理它 ,它是由网卡自动产生的,我们要理的是DA,SA,TYPE,DATA四个段的内容.

    ----所有数据位的传输由低位开始(但传输的位流是用曼彻斯特编码的)

    ----以太网的冲突退避算法就不介绍了,它是由硬件自动执行的.

    DA+SA+TYPE+DATA+PAD最小为60字节,最大为1514字节.

    ----以太网卡可以接收三种地址的数据,一个是广播地位,一个是多播地址(我们用不上),一个是它自已的地址.但网卡也可以设置为接收任何数据包(用于网络分析和监控).

    ----任何两个网卡的物理地址都是不一样的,是世界上唯一的,网卡地址由专门机构分配.不同厂家使用不同地址段,同一厂家的任何两个网卡的地址也是唯一的.根据网卡的地址段(网卡地址的前三个字节),可以知道网卡的生产厂家.有些网卡的地址也可以由用户去设定,但一般不需要.

    3 Ethernet 802.3 raw帧格式

      

      如图5所示,是Ethernet 802.3 raw类型以太网帧格式。

        

                                图5  Ethernet 802.3 raw帧格式

      

      在Ethernet 802.3 raw类型以太网帧中,原来Ethernet II类型以太网帧中的类型字段被"总长度"字段所取代,它指明其后数据域的长度,其取值范围为:46-1500。

      

      接下来的2个字节是固定不变的16进制数0xFFFF,它标识此帧为Novell以太类型数据帧。

      

      4 Ethernet 802.3 SAP帧格式

      如图6所示,是Ethernet 802. 3 SAP类型以太网帧格式。

        

                                                 图6  Ethernet 802. 3 SAP帧格式

      

      从图中可以看出,在Ethernet 802.3 SAP帧中,将原Ethernet 802.3 raw帧中2个字节的0xFFFF变为各1个字节的DSAP和SSAP同时增加了1个字节的"控制"字段,构成了802.2逻辑链路控制(LLC)的首部。LLC提供了无连接(LLC类型1)和面向连接(LLC类型2)的网络服务。LLC1是应用于以太网中,而LLC2应用在IBM SNA网络环境中。

      

      新增的802.2 LLC首部包括两个服务访问点:源服务访问点(SSAP)和目标服务访问点(DSAP)。它们用于标识以太网帧所携带的上层数据类型,如16进制数0x06代表IP协议数据,16进制数0xE0代表Novell类型协议数据,16进制数0xF0代表IBM NetBIOS类型协议数据等。

    常见SAP值:
    0                                      Null LSAP                    [IEEE]
    4                                      SNA Path Control         [IEEE]
    6                                      DOD IP                       [79,JBP]
    AA                                    SNAP                         [IEEE]
    FE                                     ISO DIS 8473              [52,JXJ]
    FF                                     Global DSAP                [IEEE]
    SAP值用以标志上层应用,但是每个SAP字段只有8bits长,而且其中仅保留了6比特用于标识上层协议,因此所能标识的协议数有限(不超过32种);并且IEEE拒绝为某些重要的协议比如ARP协议定义SAP值(奇怪的是同时他们却定义了IP的SAP值);因此802.3/802.2 LLC的使用有很大局限性;

      至于1个字节的"控制"字段,则基本不使用(一般被设为0x03,指明采用无连接服务的802.2无编号数据格式)。

      

      5 Ethernet 802.3 SNAP帧格式

      如图7所示,是Ethernet 802. 3 SNAP类型以太网帧格式。

      

                                          图7  Ethernet 802. 3 SNAP帧格式

      

      Ethernet 802. 3 SNAP类型以太网帧格式和Ethernet 802. 3 SAP类型以太网帧格式的主要区别在于:

      

      ●2个字节的DSAP和SSAP字段内容被固定下来,其值为16进制数0xAA。

      

      ●1个字节的"控制"字段内容被固定下来,其值为16进制数0x03。

      

      ●增加了SNAP字段,由下面两项组成:

      

      ◆新增了3个字节的组织唯一标识符(Organizationally Unique Identifier,OUI ID)字段,其值通常等于MAC地址的前3字节,

    ◆ 增加了表示上层协议的类型

    这是IEEE为保证在802.2 LLC上支持更多的上层协议同时更好的支持IP协议而发布的标准,与802.3/802.2 LLC一样802.3/802.2 SNAP也带有LLC头,但是扩展了LLC属性,新添加了一个2Bytes的协议类型域(同时将SAP的值置为AA),从而使其可以标识更多的上层协议类型;另外添加了一个3Bytes的OUI字段用于代表不同的组织,RFC 1042定义了IP报文在802.2网络中的封装方法和ARP协议在802.2 SANP中的实现;

    不同厂商对这几种帧格式通常有不同的叫法,比如:
    Frame Type                            Novel                           Cisco
    Ethernet Version 2                 Ethernet_II                    arpa
    802.3 Raw                             Ethernet_802.3              novell_ether
    IEEE 802.3/802.2                   Ethernet_802.2              sap
    IEEE 802.3/802.2 SNAP         ETHERNET_SNAP        snap

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  • Linux:数据链路层——以太网协议以太网协议以太网帧格式MTU以及MTU对TCP、UDP、IP协议的影响MTU对TCP协议的影响六级标题 以太网协议 数据链路层:数据链路层是OSI参考模型中的第二层,介乎于物理层和网络层之间。...

    以太网协议

    数据链路层:数据链路层是OSI参考模型中的第二层,介乎于物理层和网络层之间。数据链路层在物理层提供的服务的基础上向网络层提供服务,其最基本的服务是将源自物理层来的数据可靠地传输到相邻节点的目标机网络层。他的作用就是负责相邻设备的转发。
    以太网:以太网不是一种具体的网络,而是一种技术标准;既包含了数据链路层的内容,也包含了一些物理层的内容。以太网是当前应用最广泛的局域网技术,和以太网并列的还有令牌环网(已淘汰)和无线LAN等。

    以太网帧格式

    在这里插入图片描述

    源地址和目的地址:指网卡的硬件地址(也叫MAC地址),长度是48位,是在网卡出场是固化的
    帧协议类型字段:有三种值,分别对应IP、ARP、RARP
    帧末尾是CRC校验码
    类型:指上层协议的类型。0800表示IP协议、0806表示ARP请求、0835表示ARP应答
    数据:有效载荷,46~1500(MTU);1500:ipheader + tcpheader + 数据;46:如果从网络协议栈传递下来的数据没有达到46字节,会在数据前面默认补上0,以达到数据链路层对数据的限制

    MTU以及MTU对IP协议的影响

    MTU:就相当于发快递时对包裹尺寸的限制,这个限制是不同的数据链路对应的物理层产生的限制,以太网帧中的数据长度规定最小46字节,最大1500字节,ARP数据包的长度不够46字节,要在后面补填充位;最大值1500称为以太网的最大传输单元(MTU),不同的网络类型有不同的MTU,如果一个数据包从以太网路由到拨号链路上,数据包长度大于拨号链路的MTU了,则需要对数据包进行分片,不同的数据链路层标准的MTU是不同的;
    IP:

    将较大的IP包分成多个小包, 并给每个小包打上标签,每个小包IP协议头的 16位标识(id) 都是相同的,每个小包的IP协议头的3位标志字段中, 第2位置为0, 表示允许分片, 第3位来表示结束标记(当前是否是最后一个小包, 是的话置为1, 否则置为0),到达对端时再将这些小包, 会按顺序重组, 拼装到一起返回给传输层;一旦这些小包中任意一个小包丢失, 接收端的重组就会失败. 但是IP层不会负责重新传输数据

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    UDP:

    对于UDP来说,有可能UDP数据递交给IP协议的时候,数据长度是大于数据链路层MTU的限制的,所以,有可能在IP协议进行分片传输,UDP协议本身是不负责数据的可靠传输的,IP协议也是不负责可靠传输的,所以,如果UDP数据再IP协议当中还进行了分片传输,万一有一个分片丢失.会导致整个UDP数据报丢失.

    TCP:

    TCP的一个数据报也不能无限大, 还是受制于MTU. TCP的单个数据报的最大消息长度, 称为MSS(MaxSegment Size);TCP在建立连接的过程中, 通信双方会进行MSS协商.最理想的情况下, MSS的值正好是在IP不会被分片处理的最大长度(这个长度仍然是受制于数据链路层的MTU).双方在发送SYN的时候会在TCP头部写入自己能支持的MSS值.然后双方得知对方的MSS值之后, 选择较小的作为最终MSS.MSS的值就是在TCP首部的40字节变长选项中(kind=2)

    ARP协议

    ARP协议:是一个介于数据链路层和网络层之间的协议,它的作用是建立了主机IP地址和MAC地址的映射关系,说简单点就是获取相邻设备的MAC地址,在网络通讯时.源主机的应用程序知道目的IP地址和端口号,却不知道目的主机的硬件地址,数据包首先是被网卡接收到再去处理上层协议的,如果接收到的数据包的硬件地址与本机不符,则直接丢弃,因此在通讯前必须获得目的主机的硬件地址.
    ARP数据报格式:
    在这里插入图片描述

    注意到源MAC地址\目的MAC地址在以太网首部和APR请求中各出现一次,对于链路层为以太网的情况是多余的,但是如果链路层是其它类型的网络则有可能是必要的
    硬件类型:指链路层网络类型,1为以太网
    协议类型:指要转换的地址类型0X0800为IP地址
    硬件地址长度:对于以太网地址为6字节
    协议地址长度和IP地址长度为4字节
    op字段为1表示ARP请求,op字段为2表示为ARP应答

    工作流程:
    在这里插入图片描述

    (1)源主机发出ARP请求,询问"IP地址是172.168.0.1的主机的硬件地址是多少",并将这个请求广播到本地网段(以太网帧首部的硬件地址填FF:FF:FF:FF:FF:FF表示广播)
    (2)目的主机接收到广播的ARP请求,发现其中的IP地址与本机相符,则发送一个ARP应答数据包给源主机,将自己的硬件地址填写在应答包中
    (3)每台主机都维护一个ARP缓存表,可以用arp-a命令查看.缓存表中的表项有过期时间(一般为20分钟),如果20分钟内没有再次使用某个表项,则该表项失败,下次还要发送ARP请求来获得目的主机的硬件地址

    NAT协议

    我们前面了解到,私有IP是不能访问互联网的,但是

    NAT IP转换过程

    在这里插入图片描述

    (1)NAT路由器将源地址从10.0.0.10替换成全局的IP 202.244.174.37;
    (2)NAT路由器收到外部的数据时, 又会把目标IP从202.244.174.37替换回10.0.0.10;
    (3)在NAT路由器内部, 有一张自动生成的, 用于地址转换的表;
    (4)当 10.0.0.10 第一次向 163.221.120.9 发送数据时就会生成表中的映射关系

    静态NAT

    静态NAT指的是私网主机的私网IP和公网IP进行1对1绑定,这种方式没有缓解IP地址枯竭的问题,因为还是一个1对1的关系,它的作用是隐藏主机IP地址
    在这里插入图片描述

    动态NAT

    不局限于1对1 的映射关系了,当私网的主机想要访问互联网的时候,经过NAT网关,NAT网关分配一个空闲的公网IP进行使用,一旦私网IP和公网IP建立了映射关系之后,也是1对1的关系,也没有对IP地址枯竭的问题起到多大作用

    动态NAT重载(NAPT)

    静态NAT和动态NAT都只是转换了IP地址,而NAPT不仅转换了IP地址,还将数据当中的端口也转换了,在NAPT当中,一个公网IP可以对应多个私网IP,前提是对数据包当中的端口也进行了转换,一个公网IP最多可以转换2^16个私网IP
    在这里插入图片描述

    NAT技术的缺陷

    (1)无法从NAT外部向内部服务器建立连接;
    (1)装换表的生成和销毁都需要额外开销;
    (3)通信过程中一旦NAT设备异常, 即使存在热备, 所有的TCP连接也都会断开

    DNS协议

    背景

    TCP/IP中使用IP地址和端口号来确定网络上的一台主机的一个程序. 但是IP地址不方便记忆.于是人们发明了一种叫主机名的东西, 是一个字符串, 并且使用hosts文件来描述主机名和IP地址的关系
    在这里插入图片描述
    一开始的时候,通过互联网信息中心来管理这个hosts文件,但是这样做以后如果一个新计算机要接入网络,或者某个计算机IP变更,倒要到信息中心申请变更hosts文件,其它计算机也需要定期下载更新版本的hosts文件才能正确上网,这样无疑是非常麻烦的,这就产生了DNS系统.
    DNS协议:即域名解析协议,将浏览器当中输入的域名转化成为IP地址

    常见的域名

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    域名服务器

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    二级域名服务器
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    使用 dig 工具分析 DNS 过程

    使用 dig 指令查看域名解析过程:
    使用dig 地址就可以看到了
    结果解释:

    1.开头位置是 dig 指令的版本号
    2. 第二部分是服务器返回的详情, 重要的是 status 参数, NOERROR 表示查询成功
    3. QUESTION SECTION 表示要查询的域名是什么
    4. ANSWER SECTION 表示查询结果是什么. 这个结果先将 www.baidu.com 查询成了www.a.shifen.com, 再将www.a.shifen.com 查询成了两个 ip 地址.
    5. 最下面是一些结果统计, 包含查询时间和 DNS 服务器的地址等

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    工业以太网一般使用IEEE 802.3中定义的以太网标准。针对自动化系统的网络节点辅助采用了服务质量( QOS)机制。PROFINET作为工业以太网之一,它采用了三种不同的方法来实现。这样既满足了普通以太网的需求,又满足了工业系统对不同应用的实时性的要求。如下图1所示。

    图1、PROFINET使用到的三种协议栈

    ① 使用了IEEE 802.3以太网标准和TCP/IP,报文结构如图2所示。大多数的PROFINET通信是通过没有被修改的以太网和TCP/IP包来完成。这使得可以无限制地把办公网络的应用集成到PROFINET网络中。

    图2、TCP/IP报文结构

    ② RT的通信不仅使用了带有优先级的以太网报文帧(如下图3所示),而且优化掉了OSI协议栈的3层和4层。这样大大缩短了实时报文在协议栈的处理时间,进一步提高了实时性能。由于没有TCP/IP的协议栈,所以RT的报文不能路由。

    图3、PROFINET RT报文结构

    ③ IRT通信是满足最高的实时要求,特别是针对于等时同步的应用。IRT是基于以太网的扩展协议栈,能够同步所有的通信伙伴并使用调度机制。IRT通信需要在IRT应用的网络区域内使用IRT交换机。在IRT域内也可以并行传输TCP/IP协议包,如图4所示。

    图4、PN控制器和PN设备的分片处理机制

    以PROFINET RT为例来理解在整个通信的过程中实时性能是如何来保证的。

    从通信的终端设备(PN控制器和PN设备)来看,首先采用了优化的协议栈,这一点可以在图1的 ②看到。这样一来在终端的设备上数据报文被处理的时间大大的缩短,这是实时性能保证的一个方面。其次是终端设备上采用的分时间段处理机制,这一点可以在图5看到。这样保证了在每个通信的循环的周期内终端设备即可以处理RT的实时数据又可以处理TCP或UDP的数据。且在每个循环内优先处理RT的实时数据。这里需要强调的是每个PN终端设备只对自己的负责,需要发送的数据会按发送循环发送、对于由其他设备发到自己的数据会进行立即接收,且发送和接收是并行处理。

    图5、RT的时间调度机制

    从通信的传输设备(SCALANCE X交换机)来看,首先采用百兆全双工的交换网络,这样一来每个终端设备的每个端口都是独享带宽,且可以双向不间断的收发数据。其次是交换机支持802.1P或802.1Q的标准,使得发到交换机网络的PN的数据帧被优先处理和转发,如图6所示。这一点保证了PN在网络上的快速转发,也是实时性能保证的另一个方面。

    图6、交换机802.1Q的工作机制

    上面介绍的是PN RT的实时性能从机理上如何保证的。而从量化的角度去分析的话,PN RT完全是靠计算来精确保证每个发送循环所能发送的报文及对RT数据的时间的预留。

    对于RT来说,在物理层上传输的最小报文帧来为88个字节,最大报文帧来为1488个字节。其中包括了12个字节的帧间隔,如下图7所示。

    图7、RT的报文的长度

    百以太网的传输速率 :

    每个字节传输需要的时间:

    最小的RT报文帧需要的传输时间 0.08

    一个PN控制下带3个最小报文帧(40个字节的C_SDU)的PN设备,PN 控制器的发送循环为250 ,通信建立后在PN接口上抓报分析PN的通信可以分析出PN数据帧对时间调度的情况,如下图8所示。

    图8、PN RT的时间调度机制

    除了对PROFINET RT和IRT的通信调度的分析外,还对PROFINET的抗干扰性作了大量的研究。在对PROFINET推广的时候,很多用户很关心PROFINET是不是和PRROFIBUS一样,存在抗干扰的性能差的特点。我从理论和实际实验上验证了PROFINET的抗干扰性能优于PROFIBUS的抗干扰性能。PROFINET是基于IEEE 802.3的以太网标准。所以对PROFINET的抗干扰分析实质上是对工业以太网的抗干扰分析。

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空空如也

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以太网协议标准