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  • 2018-08-22 14:20:30

    原文地址:http://blog.chinaunix.net/uid-67918-id-2354400.html

    以太网端口有 3种链路类型:access、trunk、hybrid

    Access类型端口只能属于1个VLAN用于连接计算机端口;

    Trunk类型端口可以允许多个VLAN通过可以接收和发送多个VLAN报文般用于交换机的间连接端口;

    Hybrid类型端口可以允许多个VLAN通过可以接收和发送多个VLAN报文可以用于交换机的间连接也可以用于连接用户计算机

    Hybrid端口和Trunk端口在接收数据时处理思路方法是样唯区别的处在于发送数据时:Hybrid端口可以允许多个VLAN报文发送时不打标签而Trunk端口只允许缺省VLAN报文发送时不打标签

    缺省VLAN:

    Access端口只属于1个VLAN所以它缺省VLAN就是它所在VLAN不用设置;Hybrid端口和Trunk端口属于多个VLAN所以需要设置缺省VLAN ID.缺省情况下Hybrid端口和Trunk端口缺省VLAN为VLAN 1;

    如果设置了端口缺省VLAN ID当端口接收到不带VLAN Tag报文后则将报文转发到属于缺省VLAN端口;当端口发送带有VLAN Tag报文时如果该报文VLAN ID和端口缺省VLAN ID相同则系统将去掉报文VLAN Tag然后再发送该报文

    注:对于华为交换机缺省VLAN被称为“Pvid Vlan” 对于思科交换机缺省VLAN被称为“Native Vlan”

    交换机接口出入数据处理过程:

    Acess端口收报文:收到个报文判断是否有VLAN信息:如果没有则打上端口PVID并进行交换转发如果有则直接丢弃(缺省)

    Acess端口发报文:

    将报文VLAN信息剥离直接发送出去

    trunk端口收报文:

    收到个报文判断是否有VLAN信息:如果没有则打上端口PVID并进行交换转发如果有判断该trunk端口是否允许该VLAN数据进入:如果可以则转发否则丢弃

    trunk端口发报文:

    比较端口PVID和将要发送报文VLAN信息如果两者相等则剥离VLAN信息再发送如果不相等则直接发送

    hybrid端口收报文:

    收到个报文判断是否有VLAN信息:如果没有则打上端口PVID并进行交换转发如果有则判断该hybrid端口是否允许该VLAN数据进入:
    如果可以则转发否则丢弃(此时端口上untag配置是不用考虑untag配置只对发送报文时起作用)

    hybrid端口发报文:

    1、判断该VLAN在本端口属性(disp erface 即可看到该端口对哪些VLAN是untag 哪些VLAN是tag)

    2、如果是untag则剥离VLAN信息再发送如果是tag则直接发送

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    简单记录一下利用T2000进行Metro1000以太网业务的配置。

    一、为什么是metro1000

    接触过一些光端机,比如Optix OSN3500,比如metro3000,还有metro1000,还有各种光模块,其中最喜欢的还是不晓得到底停产没有的metro1000(应该是已经彻底停产了,不过总还是能买到)。
    前阵子要采购光端机,比来比去,除了metro1000,最亲民的就是OSN1500了,但是即便是OSN1500,价格仍旧是好几个W,对于我们这样的,带宽要求不高的厂区间光端机,metro1000,仍旧是性价比之选,毕竟他的1个W左右的价格,3U左右的身材,方便简单的配置,实在是太让人感动了。
    言归正传,根据我们的业务需要,介绍通过metro1000,配置指定带宽的业务下到以太网口上。

    二、配置流程

    我将介绍的,大体分为如下流程:

    1. 添加光端机
    2. 业务配置:线路板到支路板,OI2D板到以太网EFS板。即,打通从光路到以太网板之间的链路。
    3. 支路板业务配置:EFS板的内部外端口配置,即打通从以太网板,经过内部端口,到外部端口(网口)之间的配置。

    (一)添加光端机

    下面简单如何做T2000的光端机开局配置。

    1. 将电脑的网口同光端机的网管通信口连接。
    2. 找一台电脑,修改IP为光端机网管同一网段,IP为129.9.0.2/24。
    3. 自动搜索,然后创建网元。
    4. 网元开局配置,这都不多说了,简单配置即可。

    创建成功后,如下图:
    在这里插入图片描述

    (二)业务配置:线路板到支路板

    把链路业务,从线路板引到支路板,如下图:
    在这里插入图片描述

    1. 点击“新建”按钮;
    2. 等级选择VC3(颗粒度为32M)或者VC12(颗粒度为2M)业务,我选用了VC3业务;
    3. 方向是“双向”,因此后面的源和宿的选择,就无所谓谁是源,谁是宿了;
    4. 一般习惯,源板位,选线路板,我这里勾选OI2D板(一种有2个155M光口的,插光模块的板件),我选择具体用哪个光口(即用哪个155M),然后用这个155M中的哪个VC3,选择时候,可以在后面的“…”按钮点开,在平面图中勾选,也可以在下面的源时隙范围中手动输入,比如1到3个VC3,就写1-3;
    5. 下面的宿板位,一般习惯选择支路板,比如我这儿的EFS板,EFS板是一种以太网板,支持2个155的带宽配置,但是其有诸多限制,比如在这个板件中的第1个VC4,只能配置VC3等级的业务;
    6. 图中,我做的配置的含义为,将OI2D板件中的第1个VC4的1-3个VC3等级的业务,对应到EFS板的第2个VC4中的1-3个VC3业务。
      解释1:在这里就不多介绍VC4,VC3和VC12之类的概念了, 这个一言难尽,读者如果不清楚,最好去系统学习一下。大致来说,1个VC4代表着155M的带宽,1个VC3就是对应的1个42M带宽的业务,VC12就是划分的更细致,1个VC12对应的1个2M业务,选用VC12还是VC3主要看配置人员想要将其配置,细分到哪种程度,比如我只想简单的划分成均等的3份,就不用用到VC12的业务,如果我想将其配置成更细致的业务,比如张三用10个2M,李四用5个2M,王二用3个2M,诸如此类,就可以用到更细的分发,简答来说,就是一个颗粒度的问题。注意!!,这里选择VC12还是VC3,那后面的做网络的VCTRUNK的时候,就一定要一一对应上,比如这里配置的VC12,VCTRUNK就一定得配置到VC12的业务。
      解释2:什么是支路板和线路板,线路板就是主干道上的板件,支路板就是搭载业务的板件,通俗的话来说,线路板上不做具体的业务,只是让光路接收和发送,即数据的接收和发送,而支路板就是让数据具体通过哪种形式上光路和下光路,比如网口形式,比如2M的电路交换形式。举个例子说,光传输就像高速公路,每台光端机像是高速收费站,假如一辆车在高速上疾驰,他经过一个收费站,如果只是路过了,没有下高速,那他经过的过程就可以理解成,从一个线路板进去,从另一个线路板出来,而如果他下高速了,从收费站下高速,每个下高速的过道就是支路板,具体经过这个过道以后,他是电信号,还是什么别的信号,就看支路板的具体功能了。

    (三)支路板业务配置

    在这儿,就是配置EFS板的业务。在这部分配置中,首先得理解几个概念,

    1. 外部端口和内部端口,外部端口就是板件上可以看见的一个个物理的网口,内部端口就是刚说的VCTRUNK,是内部的虚拟端口。
    2. 为什么要区分内外部端口呢?我理解,这是为了能够灵活配置每个网口的带宽,一个外部端口对应某个内部端口,对应上以后,只需要修改内部端口的一些参数,就能修改相应的网口的参数,最典型的就是网口的带宽大小。
    3. 因此需要注意,两台光端机之间的以太网的连接,首先是内部端口道内部端口之间的连接,连接上以后,物理端口和物理端口之间才会交换数据。
      具体过程如下
    4. 在网元上右键,打开“网元管理器”;
    5. 点选“EFS”板;
    6. 首先配置“以太网接口接口管理”中的“以太网接口”。在这里,我介绍1个VCTRUNK和对应的1个外部端口的配置,我选用VCTRUNK1和PORT1进行讲解。
      内部端口
      TAG属性:修改VCTRUNK1的TAG标识为Access,这个网络标识不具体讲解,跟交换机等的是一回事,为了避免麻烦,就用Access,万能型的TAG标识;
      在这里插入图片描述
      LCAS:这个是一个动态带宽的配置,这个配置,和另一台光端机的以太网板,要么两边都启用,要么两边都不启用,主要是如果中间有部分带宽出问题了,可以动态调整,万万不可一边启用,一边不启用,容易出问题;
      在这里插入图片描述
      配置通道:这个是重点需要配置的东西,划重点。点击“配置”,
      在这里插入图片描述如上图配置,选择“VCTRNK1”,选择“级别”为VC3,注意,这里很重要,如果之前业务配置的颗粒度选择的是VC12,这里就要选择为VC12的级别,如果是VC3,这里选择为VC3。方向当然是双向,可选资源,这里务必,选择之前做的业务配置的那个VC4,我之前做在第2个VC4上,因此,此使我选择VC4-2,下面的可选时隙,我选择的事VC3的话,会出现对应的VC3-1,VC3-2,VC3-3等字眼,根据之前的业务配置,我需要选中1-3个VC3,选中后,点击“>>”即可,如此,就配置完毕了,点击“应用”,然后“确定”。
      出现如下图,上图中也有这一行,那是因为我之前做过配置了,只是截图演示用,没重新做一遍配置:
      在这里插入图片描述
      外部端口
      基本属性:PORT1对应的就是物理端口1号口,小提醒,注意看清楚,面板上的端口,哪边事1号口。端口使能,即启用。
      TAG属性:修改PORT1为Access,于VCTRUNK1的属性同步。
    7. “以太网业务”中的“以太网专线业务”配置,这里的作用就是一个,将VCTRUNK1和PORT1对应起来,当然,只要你愿意,可以选用VCTRUN2或者PORT3之类的,随意搭配。比如,我在这儿将源端口选为PORT2,宿端口,选为VCTRUNK2。
      在这里插入图片描述
    8. “开销管理”中的“VC3通道开销”,如果之前业务配置选用的颗粒度我VC12,这里就需要配置“VC12通道开销”。
      信号标识C2:配置实发,应发,实收为同一标识,比如我这儿配置的为GFP映射;
      在这里插入图片描述

    至此,配置完毕。

    三、注意点

    或者说易错点。

    1. 一定要考虑清楚,颗粒度的问题,到底配置细分到哪个等级,是VC12还是VC3,全部配置中,业务配置中,VCTRUNK通道绑定配置中,开销管理配置中,一定要统一。
    2. 内外部端口,两边光端机之间的以太网板的,TAG标识一定要统一,建议都使用Access。
    3. 两边光端机之间的LCAS,务必统一,要么都启用,要么都不启用。
    4. 注意,以太网板上的内外部端口,只能一一对应,一个VCTRUNK和一个PORT口,只能对应另一台设备上的某个VCTRUNK和PORT口。并且,先打通VCTRUNK内部端口,再打通PORT,外部端口。
    5. 开销信号标识,应收,实收,应发,一定要统一,尤其是应收和实收不统一,是无法通信的。
    6. 业务配置中,一定要搞清楚,线路板上哪个VC4支持哪种颗粒度的业务配置,并不是每个VC4都支持VC3和VC12的业务配置的。

    结尾

    前面的具体配置,对于使用不通网管软件,不同设备的人来说,用处可能不大,但是我后面所罗列的注意点,我相信对于光端机业务配置,都会有一定参考价值,无论设备如何升级换代,网管软件如何更新、智能,但是基本的东西,我想还是有相通之处的,那几点注意点就是其相通之处。

    展开全文
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  • 计算机网络之IP协议与以太网

    千次阅读 多人点赞 2022-05-05 12:48:40
    本篇文章将介绍网络层和数据链路层的协议——IP协议与以太网,包括协议的格式,以及协议中每个字段的作用。

    ⭐️前面的话⭐️

    本篇文章将介绍网络层和数据链路层的协议——IP协议与以太网,包括协议的格式,以及协议中每个字段的作用。

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    🍒1.IP协议

    🍇1.1IP协议格式

    IP是网络层传输的一种主流的传输协议,目前包括两个版本,一个是IPv4,另一个是IPv6,从全球范围来看IPv4仍然占据主流地位,不过在国内IPv6基本上部署的差不多了。
    下面关于IP协议格式的介绍以IPv4为主。

    🍉1.1.1IPv4格式

    IPv4协议格式如下:
    IPv4
    版本(4位):用来描述IP协议的版本,0100表示版本为4,即IPv4,如果版本为0111表示版本为6,即IPv6。
    常见版本号

    首部长度(4位):表示IP协议首部的长度,单位是4字节,因此IP协议首部最大长度为15*4=60字节。
    服务类型TOS(8位):实际只有4位是有效的,TOS用来切换IP传输的状态,TOS有效的4位分别表示最小延时,最大吞吐量,最高可靠性,最小成本,这四种状态,在同一时间传输时,只能选择一种。

    TOS

    数据总长度(16位):与UDP中表示的最大报文长度类似,表示数据载荷的最大长度,最大长度不超过16位,即64k,如果数据大小超过64k了,则需要对数据进行分包发送,虽然分包是下策,但是IP协议自身已经实现了有关分包组包的操作,保证组包后数据的顺序不被打乱,实现有关分包组包字段为16位标识,3位标志,13位片偏移。
    标识(16位):其实相当于“快递编号”,如果一个快递太大了需要分开发送,那么分开发送的这几个包裹的“快递单号”是一样的,标识就是起到一个类似的作用,就是当将数据分包发送时,同一个数据报的数据,标识是相同的。
    标志(3位):其实有效的就1位,即第三位,3位中,第一位保留备用,第二位为1表示禁止分片,为0表示允许分片,第三位表示数据分包时,如果是源数据的最后一个包,则会将标志位置为0,否则为1

    标志位

    片偏移(13位):由13位构成,用来标识被分片的每一个分段相对于原始数据的位置,这样就算出现先发的包后到的情况,也能确定该包在原始数据中的位置。
    生存时间TTL(8位):它最初的意思是以秒为单位记录当前包在网络上应该生存的期限,然而,在实际中它是指可以中转多少个路由器的意思。每经过一个路由器,TTL会减少1,直到变成0则丢弃该包(TTL占8位,因此可以表示0~255的数字。因此一个包的中转路由的次数不会超过 2 8 = 256 2^8 =256 28=256个。由此可以避免IP包在网络内无限传递的问题。)
    协议(8位):表示传输层使用的是哪一种协议,比如TCP的编号是6,UDP编号为17
    首部校验和(16位):用来校验数据是否正确。
    源地址,目标地址(32位):源地址表示发送方的IP地址,目标地址表示接收方的IP地址,大小为32位,也就是说最多能够给大约42亿9000万的设备分配地址,由于互联网的快速发展,IP地址快不够用了,所以就有了IPv6,据说它能够给地球上的每一粒沙子分配地址。对于IPv4中的IP地址,通常使用点分十进制的方式来表示IP地址,就是将32位等分成4份每份8位,比如192.168.31.70这样的一串数字。
    可选项:长度可变,通常只在进行实验或诊断时使用。该字段包含如下几点信息:安全级别,源路径,路径记录,时间戳。
    填充:选项可能不是32位的整数倍,为此,通过向字段填充0,调整为32比特的整数倍。

    🍉1.1.2IPv6协议格式

    关于IPv6相比于IPv4的变化,《图解TCP/IP》有如下解释:

    IPv6中为了减轻路由器的负担,省略了首部校验和字段(因为TCP和UDP在做校验和计算的时候使用伪首部,所以可以验证IP地址或协议是否正确。因此,即使在IP层无法提供可靠传输,在TCP或UDP层也可以提供可靠传输的服务。关于这一点可以参考TCP或UDP的详解。)。因此路由器不再需要计算校验和,从而也提高了包的转发效率。此外,分片处理所用的识别码成为可选项。为了让64位CPU的计算机处理起来更方便,IPv6的首部及可选项都由8字节构成。

    IPv6协议结构如下:
    IPv6
    对比与IPv4做出一些总结:

    1. 版本的作用与IPv4相同。
    2. 通信量类与IPv4的TOS作用类似。
    3. 流标号听说用于服务质量控制,emm,不太了解。
    4. 有效载荷长度和IPv4数据总长度意思一样,不够IPv6称自己能够最大能够一次发送4G的数据,听说是可选项的功劳。
    5. 下一个首部字段,相当于IPv4协议字段。
    6. 源地址与目标地址相当于IPv4的源地址与目标地址,IPv6拥有128位,我算算,位数相当于IPv4的四倍,那么能够表示地址的大小就是IPv4能够表示地址大小的4次幂,太恐怖了,听说能够给地球上的每一粒沙子编号。
    7. 跳数限制相当于IPv4的生存时间TTL。

    🍇1.2IP地址

    上面说了那么多有关IP协议格式,但IP地址究竟是什么呢?对于IPv4,IP地址本质上就是一串32位的序号而已,以点分十进制的方式呈现出来,即平均将这32位平分为4份,每份8位,使用.分割,每份数据的范围为0-255,比如192.168.31.70就是一个IP地址。

    IP地址分为两个部分,即网络号+主机号,网络号能够描述当前的网段信息(局域网标识),主机号区分了局域网中的主机。

    要求在同一个局域网内,网络号必须相同,主机号不能相同,两个相邻的局域网(同一台路由器连接),网络号是不同的。

    比如上面的192.168.31.70192.168.31表示网络号,70表示主机号。但是网络号的位数与主机号的位数是固定的吗?当然不是,在计算机网络,有一个专有名词叫做子网掩码 ,它也是一个32位的数,对应IP地址的每一位,如果为1就表示这一位是网络号,为0就表示主机号,子网掩码不会混着排列,左边为1表示网络号,右边为0表示主机号。

    打开电脑的命令行,输入ipconfig,就能获取到本机的IP地址:

    IP
    就能获取到本机的IP地址和子网掩码,上图表示的子网掩码表示前24位是网络号,后8位表示主机号,毕竟自己的路由器也连接不了不少设备,8位完全够用,如果是公司或者学校,主机号很可能会长一点。

    一些特殊的IP地址,如果IP地址的主机号为0,那么这个IP就是网络号,一般局域网内正常的设备主机号不会为0,如果IP地址的主机号全为1,那么这个IP就表示广播IP地址,即在这个广播地址上发送消息,整个局域网都会收到。

    还有,127开头的IP地址,表示环回IP,就是表示主机自己,比较常用的就是127.0.0.1。IP地址是10开头,192.168开头,172.16~172.31开头的IP地址是同一个局域网内部的IP(内网IP),除去上面这一些类型的IP地址,剩下的IP称为外网IP,也就是直接在广域网使用的IP。

    有关局域网与广域网IP我有以下几点说明:

    1. 内网IP在局域网内部是唯一的,但是在不同的局域网内,可以存在相同的IP地址。
    2. 外网IP是唯一的,每个外网IP对应一个唯一的设备。

    我们知道,IPv4地址最多能够支持42亿9000万的设备编号,但是随着互联网的迅速发展,很快就不够用了,因此提出了三种解决方案:

    1. 动态分配IP地址,就是当设备上网的时候才分配IP,否则不分配IP,这种方案指标不治本,问题并没有完全解决。
    2. NAT机制,当前网络环境使用的就是这种方案,就是让多个设备使用同一个外网IP,我们用的最多就是运营商的IP,这就把网络分为了两个部分,一个是局域网,另一个是广域网,当我们多个设备连接上运营商提供的网络时,这些设备就组成了一个局域网,IP通常是198.168开头,而我们知道不同局域网的IP是允许相同的,外网IP是唯一,这就缓解了外网IP分配的压力,对于外网IP,我们在互联网任意的位置都能访问,而对于内网IP,只能在所在的局域网内才能访问。同样,这个方法,只是解燃眉之急,治标不治本。
    3. IPv6,我们前面说过,IPv6的IP地址大小是128位,位数是IPv4的4倍,那么能够支持编号数是IPv4的4次幂,听说能够为地球上的每一粒沙子进行编号,我们知道,制造电脑需要硅,硅由沙子提取,如果能够为沙子编号,那电脑等设备也不在话下,至少在人类到达星际文明之前都是够用的,这是根本方法。

    关于NAT机制,我再补充一点,就是多个设备使用一个IP地址,在这多个设备组成的局域网中,有多台设备访问外网的同一服务器,服务器收到的IP地址是一样的,那该如何区分请求是来自那一台设备呢?很简单,通过端口进行识别,如果在这个局域网在存在相同的端口号,则系统会重新分配端口号,当然如果这个局域网连接的设备太多了,端口号不够用了那就好出现问题了,这也是NAT机制的问题,最根本的方法是使用IPv6。

    既然IPv6这么香,为什么现在还流行IPv4+NAT呢?主要的原因就是IPv6与IPv4不兼容,那就造成需要升级IPv6就得换设备,那换设备要钱吧,那这钱谁出呢?但是我们国内IPv6升级的差不多了,主要是工信部给力啊。

    🍇1.3路由选择

    路由选择其实就是规划路径,数据想要从一个设备到另一个设备,需要先规划一条路出来,然后数据沿着这条路进行传输,传输到目标IP地址。

    但是仅仅拥有目标IP是不够的,在数据发送的过程中还需要类似于“指明路由器”的类似信息,才能发送到目标地址。
    也就是说,数据传输过程中如果不知道目标地址在哪,它就会找就近的人问路,就算给不出一条具体的路径,但是也会获得一个大致的方向,然后数据会沿这个方向走一段距离,找到另外一个路由器,这个过程也被称为下一跳,找到路由器后,又会进行问路,如果路由器知道目标地址在哪里,就会把路径的细节告诉这个数据,然后数据就会按照这个路径找到目标地址,如果这个路由器也不知道在哪,就会给出一个方向,以此类推,直到找到这个目标地址为止。

    那路由器为什么能够找到目标地址,或者大致的一个方向呢,这是路由器中维护了一个路由信息表,表里面记录一些网段信息以及每个网络号对应的网络接口。至于路由器时如何形成路由表的,一是当路由器接入网络后,就会和相邻的设备“认识认识”,在认识的时候就构造了这个信息表,二是通过网络管理员手动导入。

    🍒2.以太网

    数据经过网络层的封装后,会进入数据链路层进一步封装,数据链路层最常用的协议就是“以太网”,协议格式如下:
    以太网数据帧
    目的地址,源地址(6字节):数据链路层的地址是MAC地址,表示物理层地址,每一个设备只有一个物理层地址,这在硬件出厂时就已经写死的(大部分),它的地址长度比IPv4长了6w多倍,如80-30-49-26-8E-D9就是一个物理地址,在命令行输入ipconfig /all就能够查看自己设备的物理地址。
    帧尾(4字节):帧尾的功能一般是校验,它是一个叫做FCS(Frame Check Sequence,帧检验序列)或CRC算法实现的校验和。

    以太网数据帧的最大数据载荷称为MTU,这个范围一般取决于硬件设备,不同硬件设备的MTU也不同。数据链路层考虑的是相邻设备,或者说是直接连接设备的数据传输,考虑到这个细节的时候,就需要关注传输的硬件设备,不同的硬件,搭载的数据量也不同。

    除了MTU还有一个类似的概念,那就是MSS,表示在不分包的情况下,除去IP与TCP首部能够搭载的最大容量。

    MSS
    ARP报文,并不是用来传输数据的,而是一个辅助信息,就是将IP地址与MAC地址一一对应起来,建立成一个类似哈希表的映射关系,MAC地址每传输一次都会发生改变。当设备启动的时候,就会在所处的局域网发起一个广播,获取局域网内设备的IP与MAC地址,根据各个设备响应的信息就能建立一个IP与MAC对应的映射表。

    🍒3.DNS域名解析

    对于我们人类来书说,IP地址并不好记,为了方便人类的记忆,就将IP地址用一个域名(比如www.baidu.com)来指代,而DNS能够将IP与域名对应起来,形成映射关系。

    DNS最开始的时候就是一个hosts文件,不过随着发展,现在就有一个机构专门在服务器上维护hosts文件,如果你需要域名解析,就可以访问它们的网站获取。
    hosts
    当然,就一个根服务器是满足不了全球用户的访问的,于是运营商就就近架设了镜像的服务器,镜像服务器会定时同步根服务器上的数据。

    当我们主机查询一次DNS后,会把查询结果缓存保留一段时间,这样下一次访问网站的时候就不用频繁地查询DNS了,一般情况下,电脑会自动获取DNS域名解析地址(默认项)。
    打开电脑的网络设置,点击“更多网络适配器选项”。
    1
    右键WLAN或以太网,选择属性。
    2
    选择IPv4的属性就能设置了。
    3
    这样就可以自己去设置DNS域名解析的地址了,常用的有114.114.114.114,当然还有很多很多,网上一查全都是。


    下期预告:一文带你认识HTML

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  • 以太网协议

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    T C P / I P支持多种不同的链路层协议,这取决于网络所使用的硬件,如以太网、令牌环网、F D D I(光纤分布式数据接口)及 R S-2 3 2串行线路等。 二、认识以太网以太网” 不是一种具体的网络, 而是一种技术标准;...

    一、介绍

    数据链路层负责的是两个相邻节点之间的通信。从整体来看数据链路层的目的有三个:(1)为I P模块发送和接收I P数据报;(2)为A R P模块发送A R P请求和接收A R P应答;(3)为R A R P发送R A R P请求和接收R A R P应答。T C P / I P支持多种不同的链路层协议,这取决于网络所使用的硬件,如以太网、令牌环网、F D D I(光纤分布式数据接口)及 R S-2 3 2串行线路等。

    二、认识以太网

    “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. 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, 无线LAN等。

    1、以太网帧结构

    在这里插入图片描述

    • 目的地址,源地址:这里的地址是指6个字节的mac地址,mac地址也被称为"物理地址",是和主机的网卡绑定的。只要主机出厂,mac地址就不会再改变了,每个设备的mac地址都是唯一的。mac地址和IP地址的作用是不一样的,IP地址立足于全局,进行网络路线的规划,mac地址立足于局部,只关注相邻节点的通信。
    • 类型:0800表示普通的数据帧,0806表示ARP数据帧,8035表示RARP数据帧。
    • 数据部分:这里的数据部分是在IP部分被拆分成的一个一个小数据包,因为MTU的限制,所以最大只能传输1500个字节,
    • CRC:该字段用于帧内后续字节差错的循环冗余码检验(检验和)(它也被称为F C S或帧检验
      序列)

    2、认识MTU

    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。

    3、以太网的网络层次

    物理层:物理层规定了以太网的基本物理属性,如数据编码、时标、电频等。物理层位于OSI参考模型的最底层,它直接面向实际承担数据传输的物理媒体(即通信通道),物理层的传输单位为比特,即一个二进制位(“0”或“1”)。实际的比特传输必须依赖于传输设备和物理媒体,但是,物理层不是指具体的物理设备,也不是指信号传输的物理媒体,而是指在物理媒体之上为上一层(数据链路层)提供一个传输原始比特流的物理连接。

    数据链路层:数据链路层是OSI参考模型中的第二层,介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设备网络层转发过来的数据可靠地传输到相邻节点的目的设备网络层。由于以太网的物理层和数据链路层是相关的,针对物理层的不同工作模式,需要提供特定的数据链路层来访问。这给设计和应用带来了一些不便。为此,一些组织和厂家提出把数据链路层再进行分层,分为媒体接入控制子层(MAC)和逻辑链路控制子层(LLC)。这样不同的物理层对应不同的MAC子层,LLC子层则可以完全独立。

    三、ARP协议

    ARP(Address Resolution Protocol)即地址解析协议, 用于实现从 IP 地址到 MAC 地址的映射,即询问目标IP对应的MAC地址。源主机发出ARP请求, 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,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,则该表项失效,下次还要发ARP请求来获得目的主机的硬件地址。

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