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  • 2020-07-14 15:27:50

    在数据中心和机房的管理维护中,常常会用到以太网测试仪,那这个以太网测试仪到底有什么作用呢?
    以太网测试仪,又叫网络分析仪,常用于网络管理和维护人员的日常维护中,以太网测试仪可以迅速解决网络不通、网速慢、丢包、IP地址冲突、恶意攻击等网络常见故障并确保网络的通畅。同时,以太网测试仪也用于测试网络的实际带宽,丢包率,时延,抖动等性能指标,以此来判断网络性能的优劣。
    除了常用于机房的维护,以太网测试仪还有哪些使用用途是你不知道的呢?让我们来详细说说:
    1.以太网测试仪可以验证企业总部与分部之间的专线网络性能(吞吐量、时延、丢包率)。
    2.以太网测试仪可以在银行、企业等数据中心网络开通时验证链路性能。
    3.以太网测试仪可以验证租用的运营商带宽链路性能。
    4.以太网测试仪可以验证学校校区之间、楼宇之间、楼层间的关键链路性能。
    5.以太网测试仪可以验证政府各单位与政务云的关键链路性能。
    6.以太网测试仪可以验证工厂、企业中骨干链路的网络性能。
    以太网测试仪有什么作用?
    是不是觉得以太网测试仪的可以应用的场合很多?正是因为以太网测试仪应用的场合很多,所以,如何选择一款功能多、体积小、使用方便、价格合理的高性价比以太网络分析仪就十分重要。
    最近圈里众多大咖推荐明辰智航的M-P-1C千兆以太网测试仪,这款以太网测试仪坚固耐用,小巧轻便,电池具备超长供电时间,可灵活应用于室外现场环境。人性化的按键和触摸屏设计,让使用者在各种环境下都可轻松操作。强大的测试功能可满足安装调试到运营维护等多种应用场景。不同于其他以太网测试仪功能的“只能看,不能用”,明辰智航M-P-1C千兆以太网测试仪各项功能均能满足使用者不同的测试需求,成为了测试维护的“万能小帮手”。

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  • Ethernet以太网作用

    千次阅读 2020-08-29 14:52:01
    物理层: 物理层主要是基于电器特性发送高低电平信号,电平即"电压平台",指的是电路中某一点电压的高低...数据链路层的功能就是定义电平信号的分组方式。 1:以太网协议: 数据链路层使用以太网协议进行传输,基于M

    物理层:

    物理层主要是基于电器特性发送高低电平信号,电平即"电压平台",指的是电路中某一点电压的高低状态,在网络信号中高电平用数字"1"表示,低电平用数字"0"表示。电平的高低是个相对概念,3V对于7V是低电平,但对于1V就是高电平。

    数据链路层:

    由于单纯的电平信号"0"和"1"没有任何意义,在实际应用中,我们会将电平信号进行分组处理,多少位一组、每组什么意思,这样数据才有具体含义。数据链路层的功能就是定义电平信号的分组方式。

    1:以太网协议:

    数据链路层使用以太网协议进行传输,基于MAC地址的广播方式实现数据传输,只能在局域网内广播。早起各个公司都有自己的分组方式,后来形成了统一标准,即以太网协议Ethernet。

    2:Ethernet以太网

    由一组电平信号构成一个数据包,叫做"帧",每一个数据帧由报头Head和数据Data两部分组成。

     3:Ethernet以太网帧格式

    以太网上使用两种标准帧格式。

    1. 第一种是上世纪80年代初提出的DIXv2格式,即EthernetII帧格式。EthernetII后来被IEEE802标准接纳,并写进了IEEE802.3x-1997的3.2.6节。
    2. 第二种是1983年提出的IEEE802.3格式。

    这两种格式的主要区别在于,EthernetII格式中包含一个Type字段,标识以太帧处理完成之后将被发送到哪个上层协议进行处理。

    IEEE802.3格式中,同样的位置是长度字段。不同的Type字段值可以用来区别这两种帧的类型,当Type字段值小于等于1500(或者十六进制的0x05DC)时,帧使用的是IEEE802.3格式。当Type字段值大于等于1536(或者十六进制的0x0600)时,帧使用的是EthernetII格式。

    以太网中大多数的数据帧使用的是EthernetII格式。

    以太帧中还包括源和目的MAC地址,分别代表发送者的MAC和接收者的MAC,此外还有帧校验序列字段,用于检验传输过程中帧的完整性。

    4:Ethernet_II帧格式

     

    • Ethernet_II帧类型值大于等于1536(0x0600)。
    • 以太网数据帧的长度在64-1518字节之间。

    Ethernet_II的帧中各字段说明如下:

    1. DMAC(DestinationMAC)是目的MAC地址。DMAC字段长度为6个字节,标识帧的接收者。
    2. SMAC(SourceMAC)是源MAC地址。SMAC字段长度为6个字节,标识帧的发送者。
    3. 类型字段(Type)用于标识数据字段中包含的高层协议,该字段长度为2个字节。类型字段取值为0x0800的帧代表IP协议帧;类型字段取值为0806的帧代表ARP协议帧。
    4. 数据字段(Data)是网络层数据,最小长度必须为46字节以保证帧长至少为64字节,数据字段的最大长度为1500字节。
    5. 循环冗余校验字段(FCS)提供了一种错误检测机制。该字段长度为4个字节。

    5:EEE802.3帧格式

    EEE802.3帧长度字段值小于等于1500(0x05DC)。

    EEE802.3帧格式类似于Ethernet_II帧,只是Ethernet_II帧的Type域被802.3帧的Length域取代,并且占用了Data字段的8个字节作为LLC和SNAP字段。

    1. Length字段定义了Data字段包含的字节数。
    2. 逻辑链路控制LLC(LogicalLinkControl)由目的服务访问点DSAP(DestinationServiceAccessPoint)、源服务访问点SSAP(SourceServiceAccessPoint)和Control字段组成。
    3. SNAP(Sub-networkAccessProtocol)由机构代码(OrgCode)和类型(Type)字段组成。Orgcode三个字节都为0。Type字段的含义与Ethernet_II帧中的Type字段相同。IEEE802.3帧根据DSAP和SSAP字段的取值又可分为以下几类:
    • 当DSAP和SSAP都取特定值0xff时,802.3帧就变成了Netware-ETHERNET帧,用来承载NetWare类型的数据。
    • 当DSAP和SSAP都取特定值0xaa时,802.3帧就变成了ETHERNET_SNAP帧。ETHERNET_SNAP帧可以用于传输多种协议。
    • DSAP和SSAP其他的取值均为纯IEEE802.3帧。

    6:以太网和互联网区别

     主要差别:

    以太网是一种局域网,只能连接附近的设备。

    因特网是广域网,我们可以通过因特网连接到美国去得到消息。


    两者都算是用来连接电脑的网络,但是两者的范围是不同的。以太网是局限在一定的距离之内的,我们可以有成千上百个以太网;但是因特网呢,是最大的广域网了,我们只有一个因特网,所以因特网又可以说是网络中的网络。

    因特网是一个超大的国际化的系统,它能够把世界上的各个地方的网络连接起来,私人的,公共的,学术的还是商业的网络或者政府的网络,都可以互相连接,共享资源。形象的来说,因特网就是我们在打开网页,发送邮件,在线听音乐看电影所用的网络,它包括了非常广泛的信息,现在的我们已经习以为常了。


    而以太网呢,基本上就是只允许本地的几台电脑互相连接。电脑之间相互传送消息是有一组技术支持的。一般来说,连接到以太网上的电脑都在同一栋楼里,或者在周围附近。但是随着以太网网线的发展,以太网的范围可以扩展到十公里了。但是因为都是用网线互联,要想连接到很远的地方是不现实的。

    生活化一点,以太网就是把你家的电脑,笔记本连接到猫上,然后再通过猫连接到因特网上去,这样你才能和国外的朋友Skype。因此,你家的电脑,笔记本和猫就组成了一个以太网。可以想象,世界上有成千上万个以太网。商业上应用以太网,将他们所有的电脑连接到主服务器上。
    以太网可以有一个或者几个管理员。因特网上可能有一些部分是由管理员的,但是没有一个可以操控整个因特网的管理员。
    另外一个区别就是安全性。以太网是比较安全的,因为他是一个封闭的内部网络,外部人员是没有权限的。但是因特网是公开连接的,每个人都可以浏览。

    7: ARP协议

    ARP协议建立了主机IP地址和MAC地址的映射关系。

    在网络通讯时,源主机的应⽤程序知道目的主机的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的功能是在32bit的IP地址和采用不同网络技术的硬件地址之间提供动态映射,为上层将底层的物理地址差异屏蔽起来,这样上层的因特网协议就可以灵活地使用IP地址进行通信了。ARP协议的基本功能是使用目标主机的IP地址,查询其对应的MAC地址,以保证底层链路上数据包通信的进行。为了实现在网络接口物理地址与IP地址间的转换,ARP协议中引入了ARP缓存表的概念。ARP缓存表中记录了一条一条的<IP地址,MAC地址>对,他们是主机最近运行获得的关于周围其他主机的IP地址到物理地址的绑定,当需要发送IP数据包时,ARP层根据目的IP地址来查找ARP缓存表,并将匹配的MAC地址装入以太网帧首部,最后发送以太网数据。

    ARP缓存表的建立与ARP数据包是密切相关的。在以太网中,ARP数据包和IP数据包是两个独立的部分,它们都封装在以太网帧中发送。ARP数据包的种类有两种:一是ARP请求包,它是通过以太网广播的方式发送的,用于向具有某个IP地址的主机发送请求,希望该主机返回其MAC地址;二是ARP应答包,收到ARP请求的主机会比对该数据包中的IP地址与自己的IP地址是否符合,若是,则该主机向源主机返回一个ARP应答包。向源主机报告自己的MAC地址。源主机通过提取ARP应答包中的相关字段来更新ARP缓存表。在Windows控制台上输入arp -a,可以查看操作系统中使用的ARP缓存表。

    举一个简单的例子来看看ARP的功能。假如我们的主机(192.168.1.11)需要向开发板(192.168.1.37)发送一个IP数据包,当发送数据时,主机会在自己的ARP缓存表中寻找是否有目标IP地址。如果找到了,也就知道了目标MAC地址为(04-02-35-00-00-01),此时,主机直接把目标MAC地址写入以太网首部发送就可以了;如果在ARP缓存表中没有找到相对应的IP地址,此时比较不幸,我们的数据需要被延迟发送,随后主机会先在网络上发送一个广播(ARP请求,以太网目的地址为FF-FF-FF-FF-FF-FF),广播的ARP请求表示同一网段内所有主机将会收到这样一条信息:“192.168.1.37的MAC地址是什么?请回答”。网络IP地址为192.168.1.37(开发板)的主机接收到这个帧后,它有义务做出这样的回答(ARP应答):“192.168.1.37的MAC地址是(04-02-35-00-00-01)”。这样,主机就知道了开发板的MAC地址,先前被延时的数据包就可以被发送了,此外,主机将这个地址对保存在缓存表中,以便后续数据包发送时使用。

    ARP协议的核心就是对ARP缓存表的操作。发送数据包时,查找缓存表以得到目的MAC地址,此外,ARP还需要不断地处理ARP请求包和ARP应答包,以保证缓存表中各个表项的有效性。ARP的实质就是对缓存表的建立、更新、查询等操作。

    在局域网中,以太bai网协议规定,数据包是从一块网卡传du送到另一块网卡zhi。而网卡地址就是数据包dao的发送地址和接收地址,也就是帧首部所包含的MAC地址,MAC地址是每块网卡的身份标识。
    假设有个网卡A需要向网卡B发送一个数据包,该数据包里就会写入网卡B的MAC地址,然后把这个数据包发送给子网中所有的主机,即广播发送。子网中所有的主机都会收到该数据包,而只有网卡B会保留该数据包,其他主机在核对MAC地址后发现不是发给自己的,就会丢弃该数据包。
    广播发送:每个数据包的发送都会发送给子网中的所有主机。

     

    8:以太网的单播,广播,组播

    单播

    单播 MAC 地址是帧从一台发送设备发送到一台目的设备时使用的唯一地址。

    例如,IP 地址为 192.168.1.5 的主机(源)向 IP 地址为 192.168.1.200 的服务器请求网页。要传送和接收单播数据包,目的 IP 地址必须包含于 IP 数据包头中。相应的目的 MAC 地址也必须出现于以太网帧帧头中。只有 IP 地址和 MAC 地址相结合,才能将数据传送到特定的目的主机。

    广播

    发送广播时,数据包以主机部分全部为一 (1) 的地址作为目的 IP 地址。这种地址计数法表示本地网络(广播域)中的所有主机都将接收和处理该数据包。许多网络协议,如动态主机配置协议 (DHCP) 和地址解析协议 (ARP) 等,都使用广播。关于 ARP 如何使用广播将第 2 层地址映射到第 3 层地址的内容,本章将稍后论述。

    网络的广播 IP 地址需要在以太网帧中包含相应的广播 MAC 地址。在以太网中,广播 MAC 地址长 48 位,全部为一,以十六进制显示时则为 FF-FF-FF-FF-FF-FF。 

    组播

    我们回顾一下,组播地址允许源设备向一组设备发送数据包。属于某一组播组的设备都被分配了该组播组 IP 地址。组播地址的范围为 224.0.0.0 到 239.255.255.255。由于组播地址代表一组地址(有时称为主机组),因此只能用作数据包的目的地址。源地址始终为单播地址。

    组播地址常用于远程游戏中,许多玩家远程连接同一个游戏并玩该游戏;通过视频会议远程学习也使用组播地址,许多学生连接到同一个课程。

    如同单播和广播地址一样,组播 IP 地址也需要相应的组播 MAC 地址才能在本地网络中实际传送帧。组播 MAC 地址是一个特殊的十六进制数值,以 01-00-5E 开头。然后将 IP 组播组地址的低 23 位换算成以太网地址中剩余的 6 个十六进制字符,作为组播 MAC 地址的结尾。MAC 地址剩余的位始终为 "0"。

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  • 该设计为嵌入式系统中以太网底层的软硬件设计提供了参考,也为TCP/IP协议在嵌入式系统上的实现提供了硬件平台。  引言  DP83848C是美国国家半导体公司生产的一款鲁棒性好、功能全、功耗低的10/100 Mbps单路...
  • 工业以太网交换机的结构是每个端口都直接主机相连,并且一般都工作在全双工方式。交换机能同时连通许多对端口,使每一对相互通信的主机都能像独占通信媒体那样,进行无冲突地传输数据。那么,工业以太网交换机的...

    工业以太网交换机是基于以太网传输数据的交换机,以太网采用共享总线型传输媒体方式的局域网。工业以太网交换机的结构是每个端口都直接与主机相连,并且一般都工作在全双工方式。交换机能同时连通许多对端口,使每一对相互通信的主机都能像独占通信媒体那样,进行无冲突地传输数据。那么,工业以太网交换机的作用及工作原理有哪些呢?接下来就跟随飞畅科技的小编一起来看看吧!

    工业以太网交换机的作用
    工业以太网交换机应用最为普遍,价格也较便宜。档次齐全。因此,应用领域非常广泛,在大大小小的局域网都可以见到它们的踪影。工业以太网交换机通常都有几个到几十个端口。工业以太网交换机实际是一个基于网桥技术的多端口第二层网络设备,它为数据帧从一个端口到另一个任意端口的转发提供了低时延、低开销的通路。另外,它的端口速率可以不同,工作方式也可以不同,如可以提供10M、100M的带宽、提供半双工、全双工、自适应的工作方式等。

     

    工业以太网交换机的工作原理
    工业以太网交换机是数据链路层的机器,以太网使用物理地址(MAC地址),48位,6字节。其工作原理为:当接受到一个广播帧时,他会向除接受端口之外的所有端口转发。当接受到一个单播帧时,检查其目的地址并对应自己的MAC地址表,如果存在目的地址,则转发,如果不存在则泛洪(广播),广播后如果没有主机的MAC地址与帧的目的MAC地址相同,则丢弃,若有主机相同,则会将主机的MAC自动添加到其MAC地址表中。

    工业以太网交换机分割冲突域,每个端口独立成一个冲突域。每个端口如果有大量数据发送,则端口会先将收到的等待发送的数据存储到寄存器中,在轮到发送时再发送出去。

    好了,以上就是为大家介绍的关于工业以太网交换机的作用和工作原理,希望能够帮到大家。飞畅科技20年专业从事光端机、工业级交换机、光纤收发器、协议转换器等工业通信设备的研发、生产和销售,欢迎前来了解、交流。

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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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