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  • 说到OSI参考模型,理解网络与网络之间的关系,不说太深入难以理解的东西,只求能最大程度上理解与使用。 参考模型是国际标准化组织(ISO)制定的一个用于计算机或通信系统间互联的标准体系,一般称为OSI参考模型或七...

    简介

    说到OSI参考模型,理解网络与网络之间的关系,不说太深入难以理解的东西,只求能最大程度上理解与使用。

    参考模型是国际标准化组织(ISO)制定的一个用于计算机或通信系统间互联的标准体系,一般称为OSI参考模型或七层模型。

    概念性的东西,先知道这些就够了,我们先来聊一聊一个常见的一个模型。

     

    局域网与互联网

    互联网就是许许多多个局域网组成的,从我们最简单的一个局域网入手,开始理解

    这里举例两个不同的局域网,计算机用网线接入交换机、交换机连接网关路由器,另一处

    也是通过相同的方式进行连接。先来了解一下OSI参考模型是如何定义这七层的

    OSI 参考模型

    参考:https://blog.csdn.net/taotongning/article/details/81352985

    这里定义的七层只是为了方便我们去理解,实际上是不存在的。

    简单的了解一下这七层是如何定义的,具体的功能还是得举例子来理解说明。

    从最上层的应用层开始说起:如何一步步的封装数据,到最后进行发送。

    应用层

    应用层是直接面向用户的最高层,但它却不是应用程序,它只是为引用程序提供服务的

    就好比,我们用的电脑版微信吧!它就是一个实实在在的应用程序,假设要与一个远方的小姐姐进行聊天会话,这个时候呢,发送一个Hello给远方的小姐姐。

    当你点击发送的时候,其实做了很多事情,我们就来梳理一下。

    需要发送的数据就是:Hello ,当然,应用层首先给这个数据拼接一个AH,这里就是应用层的报头,就好比是微信的一个特有的数据,就这样先理解。

     

    表示层

    当然,我们总不能发送明文吧,将发送的文本数据进行编码,平常我们计算机使用的万国码UTF-8,肯定要进行一下加密吧

    表示层更关心的是所传送数据的语法和语义,主要包括数据格式变化、数据加密与解密、数据压缩与解压等

     

    会话层

    字面意思,就可以理解出这一层表示的意思,建立一个会话,就好比使用Http访问web的时候,都会存在一个Session 作为标识

    让服务器来区别访问的计算机。主要功能是负责维护两个节点之间的传输联接,确保点到点传输不中断,以及管理数据交换等功能。

    会话层在应用进程中建立、管理和终止会话。会话层还可以通过对话控制来决定使用何种通信方式,全双工通信或半双工通信。会话层通过自身协议对请求与应答进行协调

     

    传输层 端到端

    传输层作为OSI参考模型中,最重要的一层,这里主要是以端口到端口来区分。这里涉及到两个特别重要的协议TCP 以及UDP

    一太计算机上同时运行着QQ、微信、以及浏览器等。发送数据报,这个数据包到底是哪个程序发出去的呢?当然要从指定的一个端口发出去

    计算机的端口范围 0-65535

    0-1023 就是1024个端口为系统占用端口

    了解到这些,就该先来说说UDP协议

    UDP 协议

    UDP协议定义了端口,同一个主机上的每个应用程序都需要指定唯一的端口号,并且规定网络中传输的数据包必须加上端口信息,当数据包到达主机以后,就可以根据端口号找到对应的应用程序了。UDP协议比较简单,实现容易,但它没有确认机制,数据包一旦发出,无法知道对方是否收到,因此可靠性较差,为了解决这个问题,提高网络可靠性,TCP协议就诞生了。

     

    参考:https://blog.51cto.com/lyhbwwk/2162568

    一个UDP报文包含首部与数据部分,UDP首部占用8个字节,数据部分最长长度为65535B(字节) 即 64KB

    UDP协议是无连接,不保证稳定传输的协议,但处理速度较快,通常的音频、视频在传送时候使用UDP较多。

    我们这里的例子是微信,微信能保证数据百分百到达,所以我们采用TCP来具体说明数据的封装

     

    TCP 协议

    TCP即传输控制协议,是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的通信协议。简单来说TCP就是有确认机制的UDP协议,每发出一个数据包都要求确认,如果有一个数据包丢失,就收不到确认,发送方就必须重发这个数据包。为了保证传输的可靠性,TCP协议在UDP基础之上建立了三次对话的确认机制,即在正式收发数据前,必须和对方建立可靠的连接。TCP数据包和UDP一样,都是由首部和数据两部分组成,唯一不同的是,TCP数据包没有长度限制,理论上可以无限长,但是为了保证网络的效率,通常TCP数据包的长度不会超过IP数据包的长度,以确保单个TCP数据包不必再分割

     

    参考:https://blog.51cto.com/lyhbwwk/2162568

     这里只需要了解的是TCP的基本封装过程,这里只涉及到源端口以及目的端口,还未涉及到IP相关的内容。它和UDP协议一样。就好像是一个改进版的

    UDP协议,它能保证数据的可靠传输,这个特点记住即可。这里模拟一下,我们数据的封装过程。假设微信使用的端口是6666,目标端口就是远方小姐姐微信

    的端口,当然也是一样的。这里我为了理解只做简写

     

    网络层

    从上面几层来看,我们已经将微信的数据封装成来一个TCP数据报,里面包含来微信的端口 假设是6666,当然,就好比写信一样,我的信封

    已经准备好勒,里面要发送的内容我也已经准备好了,接下来就是地址了。肯定要指定这个报文我要发送到哪里去。所以呢IP 网际协议,就诞生了。

    IP 网际协议

    网络层引入了IP协议,制定了一套新地址,使得我们能够区分两台主机是否同属一个网络,这套地址就是网络地址,也就是所谓的IP地址。IP协议将这个32位的地址分为两部分,前面部分代表网络地址,后面部分表示该主机在局域网中的地址。如果两个IP地址在同一个子网内,则网络地址一定相同。为了判断IP地址中的网络地址,IP协议还引入了子网掩码,IP地址和子网掩码通过按位与运算后就可以得到网络地址

    IP地址在这里我们就比较好理解了。我们平时的生活中都会涉及到。一个IP指向的就是互联网当中的一台机器或者就是一台路由器了。

    我们来封装数据。再把上面的图拿下来,说明一下,我们要给E电脑的小姐姐发送消息。比如我是A电脑,小姐姐在另外一个网关下的E电脑

     

     

    比较重要的两个参数:

    源地址:192.168.0.120

    目标地址:192.168.1.135

    进行封装后的数据,这里将源地址,告诉路由器(邮局) 发件人 就是源地址,以及收件人 也就是目标地址

     

    ARP 协议

    这里暂时不细说这个ARP协议的内容。我们只需要知道 ARP协议是用来拿IP换MAC地址的,上面的IP协议也已经提过了,通过子网掩码和IP地址的换算,可以得到

    网络号,网络号就可以区别这两个IP是否在同一个局域网内。 参考这个秒懂:https://zhidao.baidu.com/question/277650423.html

    数据链路层

    到这一层,就已经到网卡、网络设备(交换机)的范畴了。数据链路层最重要的协议是以太网协议,数据链路层最重要的一点就是数据成帧。

    以太网协议

    接入以太网的设备必须包含一块以太网网卡,也就是我们常用的网卡,一组电信号称作是一个数据帧 、或者叫做一个数据包

    网卡都包含一个全球唯一的MAC地址,发送端的和接收端的地址便是指网卡的地址,即Mac地址。 

    每块网卡出厂时都被烧录上一个实际上唯一的Mac地址,长度为48位2进制,通常由12位16进制数表示,(前六位是厂商编码,后六位是流水线号)

     进行数据链路层的封装,将本机的MAC(源MAC地址) 和目标MAC地址封装在头部,在尾部加入DT报尾,这样 一个数据帧算是封装完成了!

    等等。我们好像还不知道小姐姐那边的目标MAC地址,这时候就需要用ARP协议了。我们知道ARP协议就是用来用IP来换MAC地址的。

     

    ARP协议

    上面已经简单的了解过了,我们要和在B局域网下的E电脑进行通信,但是我们不知道它的MAC地址,于是我们发送一个ARP请求,来获取目标的MAC地址

    目标MAC 为FF:FF:FF:FF:FF:FF 表示的是广播地址,这个数据包发出去后,所有的子网机器都会收到,收到的机器判断目标MAC是否是自己,若不是,则直接丢弃

    若是,收到报文的主机会通过单播的形式,将MAC地址回传给我们。

    通过路由协议我们可以得知,若不在一个一个子网内,则会交给路由器

     路由器返回的包里面,目标MAC就会变成路由器的MAC地址,我们拿路由器的MAC地址组装数据链路层报文即可。

    物理层 

    经过以上的每一层的层层包装,这时候,我们已经包装好了一个以太网数据帧,包含源MAC,目标MAC,源IP,目标IP等等一系列数据。

    物理层就是将这个数据通过电信号、光信号的方式传递过去的,物理层一般都是我么所说的光缆以及网线这些硬件设备。

     

     

     不同子网间的通信

    通过上面的知识,我们已经了解到如何封装成一个数据帧,以及一些协议的相关内容。那么这里就会有一个问题,同一子网、

    不同子网、以及相隔很远的两个子网是如何进行通信的呢?以及我们拨号上网后,公网IP与内网IP是怎么一回事呢?

     

    同一子网通信

    我们先来看一个图,计算机A要与计算机B进行通信,这时候他们是同处于一个子网内的,这个时候就很简单了。

    按照上面的七层进行封装数据,这里的具体参数需要说明一下:

    源IP: 0.120(简写)

    目标IP:0.113

    源MAC : A电脑的MAC

    目标MAC:B电脑MAC(这里若不知道就先发送ARP请求)

     

     

    A将数据报发送出去后,交换机直接查询目标MAC所转发的端口,将这个数据报准确的推送到B电脑连接的那个端口即可。

    不同子网通信

    A电脑需要与E电脑进行通信,这时候发现A与E不在一个子网内,这时候呢,就需要路由器来协助了

    源IP: A的IP

    目标IP: E的IP

    源MAC:A的 MAC

    目标MAC: 路由器C的MAC

     

     

    因为不在一个子网内,需要路由器来进行路由这个数据包,送至D路由器后,D路由器拿出数据报中目标的IP,发送ARP请求,

    请求E的MAC地址,知道后,将数据报里面的目标MAC进行替换,然后发送给E即可。

     

    公网IP与内网IP通信的方式理解

    我们在使用路由器上网后,运营商就会给我们分配一个公网IP,按照图上的指示,C路由器在进行拨号后,就会给C路由器分配一个公网IP

    我这里假设有这样两个。这时候需要封装数据,该如何封装呢,还是以A电脑与E电脑进行通信,大家肯定会很迷惑。

    这里就需要了解一个协议:网路地址转换协议https://baike.baidu.com/item/%E7%BD%91%E7%BB%9C%E5%9C%B0%E5%9D%80%E8%BD%AC%E6%8D%A2

    以下简称NAT,NAT 在IPV4 之前起到很大的作用,我们现在也在用,因为IPV4 IP数量的限制,但接入互联网的电脑又那么多

    该怎么办呢。就是给一个路由下分配一个公网IP,路由器下面的IP与公网IP进行一个转换,这里面说的转换就是:NAT

    图中黑色的就是转换部分,通过端口的转换,将多个子网IP映射到公网的一个IP上面

     

    网络地址端口转换(NAPT)

    这种方式支持端口的映射,并允许多台主机共享一个公网IP地址。
    支持端口转换的NAT又可以分为两类:源地址转换和目的地址转换。前一种情形下发起连接的计算机的IP地址将会被重写,使得内网主机发出的数据包能够到达外网主机。后一种情况下被连接计算机的IP地址将被重写,使得外网主机发出的数据包能够到达内网主机。实际上,以上两种方式通常会一起被使用以支持双向通信。
    还是举例,这时候,我们的A电脑需要与E电脑进行通信,E电脑在广东省,他们拨号后,都会分配一个公网IP,并且已经在路由器里面完成了NAT映射,
    源IP: A电脑IP
    目标IP: E电脑映射后的公网IP
    源MAC :A电脑MAC
    目标MAC :  本地路由器MAC地址
     
    封装完成后,将数据报送到C路由器,路由器通过映射表,将源IP进行一个替换

     

    替换后,交给互联网上的路由器进行数据报的转发,这就好像发快递时候一样,经过一系列的中转站,到达目的路由。

    到达D路由后,D路由将数据报中的目标地址也进行一个转换,这个地址是可以相互转的。现在就是公网映射转到本机IP

     

    转换后就轻松了。按照ARP请求到E机器的MAC地址,然后发报即可。

     

    小结

    以上内容皆是自己查看一些博主的总结,通过学习后,能够加深自己对OIS模型、以及TCP、IP、ARP

    这些非常重要的协议的一个认识。以及了解到不同层级下面。两台电脑如何完成一个通行。这里讲的比较浅,

    互联网的奥妙不是那么容易就可以理解透的。还是那句,不要停止学习的脚步。就好

     

    参考:

     

     

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  • 局域网组建的互联设备详解

    千次阅读 2015-08-06 14:25:31
    计算机网络往往由许多种不同类型网络互连连接而成。如果几个计算机网络只是在物理上连接在一起,它们之间并不能进行通信,那么这种“互连”并没有什么实际意义。 因此通常在谈到“互连”时,就已经暗示这些相互...

    计算机网络往往由许多种不同类型的网络互连连接而成。如果几个计算机网络只是在物理上连接在一起,它们之间并不能进行通信,那么这种“互连”并没有什么实际意义。

    因此通常在谈到“互连”时,就已经暗示这些相互连接的计算机是可以进行通信的,也就是说,从功能上和逻辑上看,这些计算机网络已经组成了一个大型的计算机网络,或称为互联网络,也可简称为互联网、互连网。

    将网络互相连接起来要使用一些中间设备(或中间系统),ISO的术语称之为中继(relay)系统。根据中继系统所在的层次,可以有以下五种中继系统:

    1.物理层(即常说的第一层、层L1)中继系统,即转发器(repeater)。

    2.数据链路层(即第二层,层L2),即网桥或桥接器(bridge)。

    3.网络层(第三层,层L3)中继系统,即路由器(router)。

    4.网桥和路由器的混合物桥路器(brouter)兼有网桥和路由器的功能。

    5.在网络层以上的中继系统,即网关(gateway).

    当中继系统是转发器时,一般不称之为网络互联,因为这仅仅是把一个网络扩大了,而这仍然是一个网络。高层网关由于比较复杂,目前使用得较少。因此一般讨论网络互连时都是指用交换机和路由器进行互联的网络。本文主要阐述交换机和路由器及其区别。

    交换机和路由器

    “交换”是今天网络里出现频率最高的一个词,从桥接到路由到ATM直至电话系统,无论何种场合都可将其套用,搞不清到底什么才是真正的交换。其实交换一词最早出现于电话系统,特指实现两个不同电话机之间话音信号的交换,完成该工作的设备就是电话交换机。

    所以从本意上来讲,交换只是一种技术概念,即完成信号由设备入口到出口的转发。因此,只要是和符合该定义的所有设备都可被称为交换设备。由此可见,“交换”是一个涵义广泛的词语,当它被用来描述数据网络第二层的设备时,实际指的是一个桥接设备;而当它被用来描述数据网络第三层的设备时,又指的是一个路由设备。

    我们经常说到的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。

    由此可见,交换机内部核心处应该有一个交换矩阵,为任意两端口间的通信提供通路,或是一个快速交换总线,以使由任意端口接收的数据帧从其他端口送出。在实际设备中,交换矩阵的功能往往由专门的芯片(ASIC)完成。另外,以太网交换机在设计思想上有一个重要的假设,即交换核心的速度非常之快,以致通常的大流量数据不会使其产生拥塞,换句话说,交换的能力相对于所传信息量而无穷大(与此相反,ATM交换机在设计上的思路是,认为交换的能力相对所传信息量而言有限)。

    虽然以太网第二层交换机是基于多端口网桥发展而来,但毕竟交换有其更丰富的特性,使之不但是获得更多带宽的最好途径,而且还使网络更易管理。

    而路由器是OSI协议模型的网络层中的分组交换设备(或网络层中继设备),路由器的基本功能是把数据(IP报文)传送到正确的网络,包括:

    1.IP数据报的转发,包括数据报的寻径和传送;

    2.子网隔离,抑制广播风暴;

    3.维护路由表,并与其他路由器交换路由信息,这是IP报文转发的基础。

    4.IP数据报的差错处理及简单的拥塞控制;

    5.实现对IP数据报的过滤和记帐。

    对于不同地规模的网络,路由器的作用的侧重点有所不同。

    在主干网上,路由器的主要作用是路由选择。主干网上的路由器,必须知道到达所有下层网络的路径。这需要维护庞大的路由表,并对连接状态的变化作出尽可能迅速的反应。路由器的故障将会导致严重的信息传输问题。

    在地区网中,路由器的主要作用是网络连接和路由选择,即连接下层各个基层网络单位–园区网,同时负责下层网络之间的数据转发。

    在园区网内部,路由器的主要作用是分隔子网。早期的互连网基层单位是局域网(LAN),其中所有主机处于同一逻辑网络中。随着网络规模的不断扩大,局域网演变成以高速主干和路由器连接的多个子网所组成的园区网。在其中,处个子网在逻辑上独立,而路由器就是唯一能够分隔它们的设备,它负责子网间的报文转发和广播隔离,在边界上的路由器则负责与上层网络的连接。

    第二层交换机和路由器的区别

    传统交换机从网桥发展而来,属于OSI第二层即数据链路层设备。它根据MAC地址寻址,通过站表选择路由,站表的建立和维护由交换机自动进行。路由器属于OSI第三层即网络层设备,它根据IP地址进行寻址,通过路由表路由协议产生。

    交换机最大的好处是快速,由于交换机只须识别帧中MAC地址,直接根据MAC地址产生选择转发端口算法简单,便于ASIC实现,因此转发速度极高。但交换机的工作机制也带来一些问题。

    1.回路:根据交换机地址学习和站表建立算法,交换机之间不允许存在回路。一旦存在回路,必须启动生成树算法,阻塞掉产生回路的端口。而路由器的路由协议没有这个问题,路由器之间可以有多条通路来平衡负载,提高可靠性。

    2.负载集中:交换机之间只能有一条通路,使得信息集中在一条通信链路上,不能进行动态分配,以平衡负载。而路由器的路由协议算法可以避免这一点,OSPF路由协议算法不但能产生多条路由,而且能为不同的网络应用选择各自不同的最佳路由。

    3.广播控制:交换机只能缩小冲突域,而不能缩小广播域。整个交换式网络就是一个大的广播域,广播报文散到整个交换式网络。而路由器可以隔离广播域,广播报文不能通过路由器继续进行广播。

    4.子网划分:交换机只能识别MAC地址。MAC地址是物理地址,而且采用平坦的地址结构,因此不能根据 MAC地址来划分子网。而路由器识别IP地址,IP地址由网络管理员分配,是逻辑地址且IP地址具有层次结构,被划分成网络号和主机号,可以非常方便地用于划分子网,路由器的主要功能就是用于连接不同的网络。

    5.保密问题:虽说交换机也可以根据帧的源MAC地址、目的MAC地址和其他帧中内容对帧实施过滤,但路由器根据报文的源IP地址、目的IP地址、TCP端口地址等内容对报文实施过滤,更加直观方便。

    6.介质相关:交换机作为桥接设备也能完成不同链路层和物理层之间的转换,但这种转换过程比较复杂,不适合ASIC实现,势必降低交换机的转发速度。因此目前交换机主要完成相同或相似物理介质和链路协议的网络互连,而不会用来在物理介质和链路层协议相差甚元的网络之间进行互连。

    而路由器则不同,它主要用于不同网络之间互连,因此能连接不同物理介质、链路层协议和网络层协议的网络。路由器在功能上虽然占据了优势,但价格昂贵,报文转发速度低。

    近几年,交换机为提高性能做了许多改进,其中最突出的改进是虚拟网络和三层交换。

    划分子网可以缩小广播域,减少广播风暴对网络的影响。路由器每一接口连接一个子网,广播报文不能经过路由器广播出去,连接在路由器不同接口的子网属于不同子网,子网范围由路由器物理划分。

    对交换机而言,每一个端口对应一个网段,由于子网由若干网段构成,通过对交换机端口的组合,可以逻辑划分子网。广播报文只能在子网内广播,不能扩散到别的子网内,通过合理划分逻辑子网,达到控制广播的目的。

    由于逻辑子网由交换机端口任意组合,没有物理上的相关性,因此称为虚拟子网,或叫虚拟网。虚拟网技术不用路由器就解决了广播报文的隔离问题,且虚拟网内网段与其物理位置无关,即相邻网段可以属于不同虚拟网,而相隔甚远的两个网段可能属于不同虚拟网,而相隔甚远的两个网段可能属于同一个虚拟网。不同虚拟网内的终端之间不能相互通信,增强了对网络内数据的访问控制。

    交换机和路由器是性能和功能的矛盾体,交换机交换速度快,但控制功能弱,路由器控制性能强,但报文转发速度慢。解决这个矛盾的技术是三层交换,既有交换机线速转发报文能力,又有路由器良好的控制功能。

    第三层交换机和路由器的区别

    在第三层交换技术出现之前,几乎没有必要将路由功能器件和路由器区别开来,他们完全是相同的:提供路由功能正在路由器的工作,然而,现在第三层交换机完全能够执行传统路由器的大多数功能。作为网络互连的设备,第三层交换机具有以下特征:

    1.转发基于第三层地址的业务流;

    2.完全交换功能;

    3.可以完成特殊服务,如报文过滤或认证;

    4.执行或不执行路由处理。

    第三层交换机与传统路由器相比有如下优点:

    1.子网间传输带宽可任意分配:传统路由器每个接口连接一个子网,子网通过路由器进行传输的速率被接口的带宽所限制。而三层交换机则不同,它可以把多个端口定义成一个虚拟网,把多个端口组成的虚拟网作为虚拟网接口,该虚拟网内信息可通过组成虚拟网的端口送给三层交换机,由于端口数可任意指定,子网间传输带宽没有限制。

    2.合理配置信息资源:由于访问子网内资源速率和访问全局网中资源速率没有区别,子网设置单独服务器的意义不大,通过在全局网中设置服务器群不仅节省费用,更可以合理配置信息资源。

    3.降低成本:通常的网络设计用交换机构成子网,用路由器进行子网间互连。目前采用三层交换机进行网络设计,既可以进行任意虚拟子网划分,又可以通过交换机三层路由功能完成子网间通信,为此节省了价格昂贵的路由器。

    4.交换机之间连接灵活:作为交换机,它们之间不允许存在回路,作为路由器,又可有多条通路来提高可靠性、平衡负载。三层交换机用生成树算法阻塞造成回路的端口,但进行路由选择时,依然把阻塞掉的通路作为可选路径参与路由选择。

    结论

    综上所述,交换机一般用于LAN-WAN的连接,交换机归于网桥,是数据链路层的设备,有些交换机也可实现第三层的交换。

    路由器用于WAN-WAN之间的连接,可以解决异性网络之间转发分组,作用于网络层。他们只是从一条线路上接受输入分组,然后向另一条线路转发。这两条线路可能分属于不同的网络,并采用不同协议。

    相比较而言,路由器的功能较交换机要强大,但速度相对也慢,价格昂贵,第三层交换机既有交换机线速转发报文能力,又有路由器良好的控制功能,因此得以广播应用。

    文章来源:http://network.51cto.com/art/201212/373130.htm

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  • 文章介绍了交换机一般...路由器用于WAN-WAN之间的连接,可以解决异性网络之间转发分组,作用于网络层。他们只是从一条线路上接受输入分组,然后向另一条线路转发。这两条线路可能分属于不同的网络,并采用不同协议。
  • 广域网包括大大小小不同的子网,子网可以是局域网,也可以是小型广域网。如因特网(Internet)是世界范围内最大广域网。 2.局域网 局域网(Local Area Network),简称LAN,是指在某一区域内由多台计算机互联...

    1,广域网:

    广域网(Wide Area Network),简称WAN,也叫远程网RCN,是一种跨越大的、地域性的计算机网络的集合。通常跨越省、市,甚至一个国家。广域网包括大大小小不同的子网,子网可以是局域网,也可以是小型的广域网。如因特网(Internet)是世界范围内最大的广域网。

    2.局域网

    局域网(Local Area Network),简称LAN,是指在某一区域内由多台计算机互联成的计算机组。“某一区域”指的是同一办公室、同一建筑物、同一公司和同一学校等,一般是方圆几千米以内。局域网可以实现文件管理、应用软件共享、打印机共享、扫描仪共享、工作组内 的日程安排、电子邮件和传真通信服务等功能。局域网是封闭型的,可以由办公室内的两台 计算机组成,也可以由一个公司内的上千台计算机组成。

    3.广域网与局域网二者之间的区别:

    局域网是在某一区域内的,而广域网要跨越较大的地域,那么如何来界定这个区域呢?例 如,一家大型公司的总公司位于北京,而分公司遍布全国各地,如果该公司将所有的分公司 都通过网络联接在一起,那么一个分公司就是一个局域网,而整个总公司网络就是一个广域网。
    即可将广域网视为一个大的局域网,广域网仍然是一个网络。

    在这里插入图片描述

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  • 很多人认为,链路层解决局域网通信问题,由于不同的局域网使用不同的技术,导致局域网之间不能互联。于是需要网络层建立一层统一抽象层,抹去底层差异。假设用一台路由器连接两个局域网,它们链路层协议不同。...

    很多人认为,链路层解决局域网的通信问题,由于不同的局域网使用不同的技术,导致局域网之间不能互联。于是需要网络层建立一层统一的抽象层,抹去底层差异。

    假设用一台路由器连接两个局域网,它们的链路层协议不同。那么路由器需要同时支持这两种链路层协议才可以。

    问题来了:

    1.以上理解有没有错误?

    2.如果没错,链路层的技术是否具有多样性?很多的话路由器是否要实现一堆?

    3.路由器怎么知道接入的局域网用的是什么技术?

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    针对以上问题,我们先来分析下物理层、数据链路层和网络层:

    物理层—发送电信号或者光信号,数据链路层—帧封装,网络层—包封装。

    1.在数据链路层,协商不同的协议,需要不同的方式。

    因为这些帧头都会有个协商沟通过程,告知对端我们是什么样的数据封装方式调制解调。如双方需要一致的速率,双工模式,才能准确同步,之后才能成功交互信息。

    帧中继的帧:

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    PPP帧:

    b7069172571423e02b2ede7eb65a0963.png

    在互联网起初,就是一种协议一种设备。占用量很大,后面大家为了节能减排,统一江湖,就将这些协议整合起来了。如三旺的接口设备,可以支持PPP,帧中继,X.25等链路协议。全网通用,只要打个命令可以告知路由器用什么链路协议发送了。

    当然,数据链路层和网络层,最初并不是为了抹去差异而存在的。

    需知,最早的网络,局限于大学实验室,它就是很小的,这个时候就已经有了诸多的数据链路层协议,它存在的意义是控制物理链路上的数据传输。因为物理链路上传输的是电信号光信号,一旦链路质量不稳定,就会影响上层的数据传输。

    以你熟悉的路由器为例,路由器上的以太网接口的状态有两个——物理层状态和链路层状态,只有链路层协议通知路由器,"这条链路我试过了,可以用。"路由器才会激活这个接口,数据才能转发。可以说,设计数据链路层,本质上是因为物理链路上的电信号,光信号不可控,因而需要一种方式确保数据在物理链路上正确传输,始终是工作在一条链路的两端。

    至于会有这么多不同的数据链路层标准和协议,是因为在很长漫长的发展过程中,有很多人和很多公司曾经参与其中,网络层并不是为了屏蔽差异而出现的,这只是一个无奈的结果而已。数据链路层工作在一条链路两端,交换机设备扩展了数据链路层的工作范围,但仍然有力所不能及的地方,数据链路层的诸多协议、标准,还是太底层了,碰到范围比较大的网络,或者多个网络互连,就不行了,比如,你根本不能想象两台主机直接通过无限扩展的数据链路层网络,跨越国家,大洋去通信,数据链路层只能照顾到物理链路两端,更远距离更大范围的网络,它无能为力。

    网络层是为了更远距离的传输而出现的,先行者们最终把网络层设计为一个无状态的网络,在这之上叠加TCP/UDP来实现远距离,大范围的主机/应用之间的可靠或者快速通信抹去底层差异,只是个结果,而不是出发点。

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    无线路由解决方案

    2.如果现实中链路层的技术多样性,会导致路由器要实现一堆吗?

    实际上,路由器本身就支持非常多的链路层协议,但随着时间的推移,市场的力量会淘汰掉大部分技术,只留下几个主流技术,比如以太网。尽管链路层多样性趋势化,但常见的路由器只管确保IP网络层的统一,下面的链路层协议,你想用哪个就哪个。因为OSI模型里面,数据不仅可以由下到上,也可以由上到下。如不用IP方式也可以实现,只要大家遵守相应的规则协议,一样可以向上向下传输数据,只是相当于再做一种新的OSI方案。

    3.那路由器知道接入的是什么技术吗?

    任何链路在激活之前,链路层协议都会有控制信令交互,符合协议规定的交互过程结束之后,路由器自然就知道数据链路层是什么。像一些指定数据链路层工作的路由器,是有相应的配置命令。毕竟这种东西不像MAC一样可以自动协商。实在不行,可以查询它的接口设备是什么类型的就可知道。

    题外话:现在的网络技术基本都是管控MAC二层和IP层,但是在工业的网络上,如can总线,通过IP去控制,就需要相应的协议转换。这样的协议就是IP包进来,然后将IP包payload取出来,然后将payload换成CAN数据帧,再通过物理层发送出去,这样就完成单向的协议转换。反之也是可以的。

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空空如也

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不同局域网之间的互联