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  • 一、 以太网 ( Ethernet ) 概述、 二、 以太网 ( Ethernet ) 服务、 三、 以太网 ( Ethernet ) 发展、 四、 10BASE-T 以太网、 五、 适配器 与 MAC 地址、 六、 以太网 MAC 帧、 七、高速以太网





    一、 以太网 ( Ethernet ) 概述



    以太网 ( Ethernet ) 概述 :

    ① 开发者 : 由 Xerox 公司创建 , 由 Xerox , Intel , DEC 联合开发的 “基带总线局域网规范” ;

    ② 标准 : 是 局域网 采用的 最通用的 通信协议标准 ;

    ③ 介质访问控制 方式 : CSMA / CD 协议 , Carrier Sense Multiple Access With Collision Detection , 载波监听多点接入 / 碰撞检测 协议 ;



    以太网 ( Ethernet ) 优势 :

    ① 造价低 : 100 元以下 ;

    ② 应用广泛 : 是当前应用最广泛的 局域网 技术 ;

    ③ 组网简单 : 比 令牌环网 , ATM 网 , 组网简单 , 成本低 ;

    ④ 速率高 : 10Mbps ~ 10Gbps ;



    以太网 ( Ethernet ) 标准 :

    • DIX Ethernet V2 : 第一个局域网 产品 的规约 ;
    • IEEE 802.3 : 第一个 IEEE 以太网标准 ;




    二、 以太网 ( Ethernet ) 服务



    以太网 ( Ethernet ) 服务 :

    ① 无连接 : 发送方 接收方 之间 , 没有握手过程 ;

    ② 不可靠传输 : 数据帧没有编号 , 接收方不返回确认帧 , 差错帧直接丢弃 , 由高层纠错 ;


    以太网 实现 无连接 , 无差错接收 , 不可靠传输 ;





    三、 以太网 ( Ethernet ) 发展



    传输介质发展 : 粗同轴电缆 -> 细同轴电缆 -> 双绞线 + 集线器


    物理拓扑 发展 : 总线型 -> 星型


    以太网 拓扑结构 :

    • 逻辑拓扑 : 总线型拓扑 , 逻辑上是总线型网络 , 各站点共享逻辑总线 , 介质访问控制 使用 CSMA/CD 协议 ;
    • 物理拓扑 : 星型拓扑

    物理拓扑发展成了星型 , 逻辑拓扑保持原样 ;





    四、 10BASE-T 以太网



    10BASE-T 以太网 参数 :

    ① 传输信号 : 基带信号 ;

    ② 传输介质 : T 表示 双绞线 , 当前采用的是 无屏蔽双绞线 ( UTP ) ;

    ③ 传输速率 : 1010 Mbps ;

    ④ 拓扑结构 : 物理 星型拓扑 , 逻辑 总线型拓扑 ;

    ⑤ 链路长度 : 每段双绞线长度最长 100100 米 ;

    ⑥ 编码方式 : 曼彻斯特编码 ;

    ⑦ 介质访问控制方式 : CSMA / CD 协议 , Carrier Sense Multiple Access With Collision Detection , 载波监听多点接入 / 碰撞检测 协议 ;





    五、 适配器 与 MAC 地址



    适配器 与 MAC 地址 :

    ① 通信适配器 : 主机 与 局域网 连接的接口 , 又称为网卡 , 现在不使用单独的网卡 ;

    ② 适配器组成 : 适配器 上有 处理器存储器 , 存储器包括 RAM 和 ROM ;

    ③ MAC 地址 存储 : ROM 上存储有计算机的 MAC 地址 ; 该 MAC 地址又称为 硬件地址 , 物理地址 ;

    ④ MAC 地址 组成 : 4848 位 二进制地址 , 2424 位 代表厂家 , 2424 位 由厂家自己指定 ; 4848 位刚好是 66 字节 , 可以使用 66 个十六进制数字表示 ;





    六、 以太网 MAC 帧



    以太网 V22 格式 MAC 帧 :

    在这里插入图片描述

    ① 帧头 : 66 字节目的地址 + 66 字节原地址 + 22 字节类型标识 ; 类型指的是 网络层 协议类型 ;

    ② 数据部分 : 上层传下来的 IP 数据报 , 长度 4646 ~ 15001500 字节 ;

    • 最小长度来源 : 以太网最小帧长 6464 字节 , 除去 帧头 14 字节 , 帧尾 44 字节 , 数据部分 还剩下 4646 字节 ;
    • 最大长度来源 : 以太网最大 MTU 是 1500 字节 ;

    ③ 帧尾 : 44 字节 , CRC 循环冗余校验的 FCS 帧序列 ;

    ④ 前导码 : 物理层 传输时 , 为了进行帧同步 , 在 以太网 MAC 帧前 , 加入 11 字节的前导码 ;

    ⑤ 帧间隔 : 帧与帧之间有一定的空白间隙 , 如果一段信号没有电压变化 , 说明这是帧间隔 ;





    七、高速以太网



    高速以太网 : 速率大于 100Mbps 的网络 ;

    ① 100BASE-T 以太网 :

    • 速率 : 100Mbps
    • 传输介质 : 双绞线
    • 拓扑结构 : 物理 星型 , 逻辑 总线型
    • 介质访问控制方式 : IEEE 802.3 的 CSMA / CD 协议
    • 信道工作方式 : 半双工 , 全双工

    ② 吉比特以太网 :

    • 速率 : 1 Gbps
    • 传输介质 : 双绞线 或 光纤
    • 信道工作方式 : 半双工 , 全双工

    ③ 10吉比特以太网 :

    • 速率 : 10 Gbps
    • 传输介质 : 光纤
    • 信道工作方式 : 全双工
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  • 以太网MAC地址

    2019-05-27 19:52:00
    MAC地址全球唯一,由IEEE对这些地址进行管理和分配。每个地址由两部分组成,分别是供应商代码和序列号。其中前24位二进制代表该供应商代码。剩下的24位由厂商自己分配。 如果48位全是1,则表明该地址是广播地址...

    M AC地址有48位,但它通常被表示为12位的点分十六进制数。MAC地址全球唯一,由IEEE对这些地址进行管理和分配。每个地址由两部分组成,分别是供应商代码和序列号。其中前24位二进制代表该供应商代码。剩下的24位由厂商自己分配。

     

        如果48位全是1,则表明该地址是广播地址,如果第8位是1,则表示该地址是组播地址

         在目的地址中,地址的第8位表明该帧将要发送给单个站点还是一组站点

    常用的以太网MAC帧格式有两种标准 :DIX Ethernet II标准,IEEE 的 802.3 标准。

      Ethernet II和IEEE802.3的帧格式比较类似,主要的不同点在于前者定义的2字节为包类型,而后者定义的2字节为的长度;所幸的是,后者定义的有效长度值与前者定义的有效类型值无一相同,这样就容易区分两种帧格式了。如果值大于 1500(0x05DC),说明是以太网类型字段,EthernetII 帧格式。如果值小于等于1500,说明是长度字段,IEEE802.3 帧格式。因此类型字段值最小的是 0x0600。而长度最大为 1500。

    MAC层要求定界字符之后的内容要在64字节到1518个字节之间,其中包括14字节的目标和源MAC,4字节的CRC32值。并且报文帧之间的传递间隔要大于9.6us。

    转载于:https://www.cnblogs.com/andy123/p/10932727.html

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  • 秒懂以太网MAC 硬件地址

    千次阅读 2020-04-21 11:41:05
    什么是MAC硬件地址,以及物理地址是什么,他们有什么关系,本文介绍了以太网 MAC帧的格式,解释了常见的两种格式,以及一些基础知识,可以在遗忘的时候查阅。

    MAC 层的硬件地址

    在局域网中,以下几个称呼是一样的:

    • 📌 硬件地址
    • 📌 物理地址
    • 📌 MAC 地址

    48 位的 MAC 地址

    ✅ IEEE 的注册管理机构 RA 负责向厂家分配地址字段 6 个字节中的前三个字节 (即高位 24 位),称为组织唯一标识符

    ✅ 所以就只有 3 个字节能支配了,这 3 个字节由厂家支配,称为扩展唯一标识符,必须保证生产出的适配器没有重复地址。


    ❗ 生产适配器时,6 字节的 MAC 地址已被固化在适配器的 ROM,因此,MAC 地址也叫做硬件地址 (hardware address) 或物理地址。

    所以无论你把它带到哪里去,或者把它砸了,烧了🔥,它的硬件地址还是不会变。


    📕 下面介绍一下 IEEE 组织的一些规定:

    • IEEE 规定地址字段的 第一字节的最低位I/GI/G 位。I/GI/G 表示 Individual/GroupIndividual / Group
    • I/GI/G=0= 0 时,地址字段表示一个单站地址
    • I/GI/G=1= 1 时,表示组地址,用来进行多播

    所以对于前三个字节,既然第一个字节的最后一位被占用了,就只能支配其余的 2323 位了。

    ❗所有 48 位都为 1 时,为广播地址。只能作为目的地址使用。

    📕 IEEE 又规定了!

    • IEEE 把地址字段第一字节的倒数第 22 位规定为 G/LG/L 位,表示 Global/LocalGlobal / Local
    • G/LG/L=0= 0 时,是全球管理。
    • G/LG/L=1= 1 时, 是本地管理。

    ❓ 那么有啥区别呢 ?

    全球管理需要购买,本地管理用户自定义,不过以太网几乎不会去理会这个用户自定义的。

    适配器检查 MAC 地址

    🚀 适配器从网络上每收到一个 MAC 帧就首先用硬件检查 MAC 帧中的 MAC 地址,然后检查这个帧是否是下面的其中一种,如果不是就丢弃,如果是就收下然后转发。

    • 1️⃣ 单播 (unicast) 帧(一对一)
    • 2️⃣ 广播 (broadcast) 帧(一对全体)
    • 3️⃣ 多播 (multicast) 帧(一对多)

    MAC 帧的格式

    常用的以太网 MAC 帧格式有两种标准 :

    • DIX Ethernet V2DIX \space Ethernet \space V2 标准
    • IEEE802.3IEEE 的 802.3 标准

    最常用的 MACMAC 帧是以太网 V2V2 的格式。


    我们来放大看一下:

    • 1️⃣ 首先是目的地址字段,占 6 个字节。

    • 2️⃣ 然后是源地址字段,也是 6 字节。

    • 3️⃣ 类型字段用来标志上一层使用的是什么协议,以便把收到的 MACMAC 帧的数据上交给上一层的这个协议。

    • 4️⃣ 数据字段的正式名称是 MAC 客户数据字段。
      最小长度 641864 字节 - 18 字节 的首部和尾部 == 数据字段的最小长度( 4646 字节

    • 5️⃣ FSC 用于差错检测

    ❓ 其实你会发现从 MACMAC 层到物理层还会多出 88 个字节,那么这 88 个字节是啥呢?

    在帧的前面插入(硬件生成)的 8 字节中,第一个字段共 7 个字节,是前同步码,用来迅速实现 MACMAC 帧的比特同步。第二个字段 1 个字节是帧开始定界符,表示后面的信息就是 MAC 帧。

    📗 最后提一下与 IEEE 802.3 MACIEEE \space802.3\space MAC 帧 的区别:

    • IEEE 802.3 规定的 MAC 帧的第三个字段是“长度 / 类型”。
    • /长度 / 类型 字段值小于 0x06000x0600 时,数据字段必须装入上面的逻辑链路控制 LLC 子层的 LLC 帧。

    帧间最小间隔为 9.6μs9.6 \mu s,相当于 96bit96 bit 的发送时间。
    一个站在检测到总线开始空闲后,还要等待 9.6μs9.6 \mu s 才能再次发送数据。

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  • 文章目录认识以太网简介以太网帧格式认识MAC地址对比理解IP地址MAC地址认识MTUMTU对IP数据报进行分组重组认识ARP协议认识DNS协议 认识以太网 简介 以太网是现实世界最普遍的一种计算机网络。以太网有两类:第一...

    认识以太网

    • 以太网是现实世界中最普遍的一种计算机网络。以太网有两类:第一类是经典以太网,第二类是交换式以太网,使用了一种称为交换机的设备连接不同的计算机。经典以太网是以太网的原始形式,运行速度从3~10 Mbps不等;而交换式以太网正是广泛应用的以太网,可运行在100、1000和10000Mbps那样的高速率,分别以快速以太网、千兆以太网和万兆以太网的形式呈现。
    • 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. 例如: 规定了网络拓扑结构, 访问控制方式, 传输速率等
    • 以太网协议在数据链路层 本质就是负责相邻设备之间的传输 他会直间受到硬件设备的影响

    以太网帧格式

    在这里插入图片描述

    源地址和目的地址是指网卡的硬件地址(也叫MAC地址), 长度是48位(6字节),是在网卡出厂时固化的
    帧协议类型字段有三种值,分别对应IP数据报、ARP数据帧、RARP数据帧
    数据长度 受硬件设备直接影响(MTU机制 后续讲到)
    帧末尾是CRC校验码

    认识MAC地址

    • MAC地址用来识别数据链路层中相连的节点;长度为48位, 及6个字节. 一般用16进制数字加上冒号的形式来表示(例如: 08:00:27:03:fb:19)在网卡出厂时就确定了, 不能修改. mac地址通常是唯一的(虚拟机中的mac地址不是真实的mac地址, 可能会冲突; 也有些网卡支持用户配置mac地址)

    对比理解IP地址与MAC地址

    • IP地址描述的是路途总体的 起点 和 终点;
    • MAC地址描述的是路途上的每一个区间的起点和终点
    • 举个简单例子

    快递的运输
    要是类比ip地址
    就是只看起点和终点 源地址上海市 目的地址 西安市
    类比MAC地址
    源地址上海市 目的地址 湖北市
    源地址湖北市 目的地址 合肥市
    源地址合肥市 目的地址 西安市

    认识MTU

    • 链路层的这个特性MTU,即最大传输单元。不同类型网络的数帧长度大多数都有一个上限。如果IP层有一个数据报要传,而且数据帧的长度比链路层的MTU还大,那么IP层就需要进行分片( fragmentation),即把数据报分成干片,这样每一片就都小于MTU。
    • MTU相当于发快递时对包裹尺寸的限制.
    • 不同的数据链路层标准的MTU是不同的
    • 主要用就是IP的分组与重组

    MTU对IP数据报进行分组重组

    • 由于数据链路层MTU的限制, 对于较大的IP数据包要进行分包

    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, 用于方便重组);
    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

    认识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
    • 主要作用就是建立了主机 IP地址 和 MAC地址 的映射关系 (MAC学习)

    假如有一个ip数据报需要转发 就需要构造一个以太网的数据帧 就需要填写对应的目的mac 而ARP协议就是用来学习这个目的mac地址的

    ARP协议的工作流程

    源主机发出ARP请求,询问“IP地址是192.168.0.1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);
    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;

    认识应用层协议DNS

    • DNS是一整套从域名映射到IP的系统

    DNS是应用层协议
    DNS底层使用UDP进行解析
    浏览器会缓存DNS结果

    • 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 (现在很少使用这个hosts文件了)
    • 现在是专门搭建一组服务器 用这个服务器来维护很多这样的映射关系
    • 电脑上网的时候 电脑不认识这个域名 就先去浏览器找结果 如果没有再去找这组服务器(DNS服务器 也叫域名服务器) 获取对应的地址
    • DNS会按照域名的等级来分别组织 当我们要访问某个域名时,会按照域名服务器的等级一层一层向下查询 (如下面例子 你的ISP的DNS服务器从跟域名服务器开始进行递归搜索 从.com顶级域名服务器到baidu的一级域名服务器)
      在这里插入图片描述

    常考的一个问题 电脑可以登QQ 但是不能访问网页 一般就是这个DNS服务器挂了

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  • 以太网MAC

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    以太网MAC以太网MAC地址 MAC帧的格式
  • MAC地址,ARP协议,以太网

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    万次阅读 多人点赞 2018-04-26 14:06:47
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    千次阅读 2018-05-28 19:42:25
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空空如也

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