底层网络知识详解从二层到三层
从物理层到MAC层
第一层(==物理层==)
第二层(==数据链路层==)
问题
- 这个包是发给谁的？谁应该接收？
- 大家都在发，会不会产生混乱？有没有谁先发、谁后发的规则？
- 如果发送的时候出现了错误，怎么办？
数据链路层(又称作MAC层)
- MAC : Medium Access Control 媒体访问控制
媒体访问控制。控制什么呢？其实就是控制在往媒体上发数据的时候，谁先发、谁后发的问题。防止发生混乱。这解决的是第二个问题。这个问题中的规则，学名叫多路访问。
- 多路访问
- 信道划分
- 轮流协议
- 随机接入协议
- 链路层地址(通常称为MAC地址)
- 网格包格式
- 对于以太网来说,第二层的最开始为目标的MAC地址和源的MAC地址
- 网格包格式
| 目标MAC | 源MAC | 类型 | 数据 | CRC |
|---|---|---|---|---|
| 6bytes | 6bytes | 2bytes | (46-1500bytes) | 4bytes |
类型
- 类型0800：IP数据包
- IP 里面包含 TCP、UDP，以及 HTTP 等，这都是里层封装的事情。
- 类型0860：ARP请求,应答
- 类型0800：IP数据包
CRC(循环冗余检测)
- 通过 XOR 异或的算法，来计算整个包是否在发送的过程中出现了错误，主要解决第三个问题。
ARP协议
- 概念：已知 IP 地址，求 MAC 地址的协议。
在一个局域网里,当知道了IP地址而不知道MAC地址该怎么做？靠吼
广而告之,发送一个数据包,谁是目标IP谁来回答
- 具体请求回答报文格式如下
为了避免每次都用 ARP 请求，机器本地也会进行 ARP 缓存。当然机器会不断地上线下线，IP 也可能会变，所以 ARP 的 MAC 地址缓存过一段时间就会过期。
局域网
- 交换机
- 功能：知道目标 MAC 地址是连接某个口的电脑的 MAC 地址
一台 MAC1 电脑将一个包发送给另一台 MAC2 电脑，当这个包到达交换机的时候，一开始交换机也不知道 MAC2 的电脑在哪个口，
所以没办法，它只能将包转发给除了来的那个口之外的其他所有的口。就是交换机会记住，
MAC1 是来自一个明确的口。以后有包的目的地址是 MAC1 的，直接发送到这个口就可以了。
总结：我不知道你找谁,但是我知道你是谁,以后也知道怎么找到你
- 转换表
当交换机作为一个关卡一样，过了一段时间之后，就有了整个网络的一个结构了，这个时候，基本上不用广播了，全部可以准确转发。当然，每个机器的 IP 地址会变，所在的口也会变，因而交换机上的学习的结果，我们称为转发表，是有一个过期时间的。
总结
- MAC 层是用来解决多路访问的堵车问题的；
- ARP 是通过吼的方式来寻找目标 MAC 地址的，吼完之后记住一段时间，这个叫作缓存；
- 交换机是有 MAC 地址学习能力的，学完了它就知道谁在哪儿了，不用广播了。
问题:
1.在二层中我们讲了 ARP 协议，即已知 IP 地址求 MAC；还有一种 RARP 协议，即已知 MAC 求 IP 的，你知道它可以用来干什么吗？
2.如果一个局域网里面有多个交换机，ARP 广播的模式会出现什么问题呢？
