From adba033ff60898a6f837baa1b8084339768bc780 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Yusssz <1400383615@qq.com> Date: Thu, 20 Mar 2025 11:21:17 +0800 Subject: [PATCH 1/2] 111 --- ...56\351\223\276\350\267\257\345\261\202.md" | 332 ++++++++++++++++++ ...AN\344\272\244\346\215\242\346\234\272.md" | 88 +++++ ...\344\272\244\346\215\242\346\234\272.webp" | Bin 0 -> 13210 bytes 3 files changed, 420 insertions(+) create mode 100644 "29 \346\235\250\346\210\220\350\261\252/002 OSI\347\254\254\344\272\214\345\261\202 \346\225\260\346\215\256\351\223\276\350\267\257\345\261\202.md" create mode 100644 "29 \346\235\250\346\210\220\350\261\252/20250320 VLAN\344\272\244\346\215\242\346\234\272.md" create mode 100644 "29 \346\235\250\346\210\220\350\261\252/\344\272\244\346\215\242\346\234\272.webp" diff --git "a/29 \346\235\250\346\210\220\350\261\252/002 OSI\347\254\254\344\272\214\345\261\202 \346\225\260\346\215\256\351\223\276\350\267\257\345\261\202.md" "b/29 \346\235\250\346\210\220\350\261\252/002 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在数据通信的时候，两台计算机之间的通信路径往往要经过许多段这样的链路，可见链路只是一条路径的组成部分 + +#### **(2) 数据链路** + +**数据链路 (data link)**：**除了物理线路外，还必须有通信协议来控制这些数据的传输**。若把实现这些协议的硬件和软件加到链路上，就构成了数据链路 + +- 现在最常用的方法是使用网络适配器（即网卡）来实现这些协议的硬件和软件 +- **一般的网络适配器都包括了数据链路层和物理层这两层的功能** + +也有人采用另外的术语。这就是把**链路分为物理链路和逻辑链路** + +- 物理链路就是上面所说的链路 +- 逻辑链路就是上面的数据链路，是物理链路加上必要的通信协议 + +补充：早起数据通信协议曾经叫做**通信规程**，所以在数据链路层中，规程和协议是同义语 + +#### **(3) 帧** + +**数据链路层传送的是帧** + +![](https://ask.qcloudimg.com/http-save/yehe-5997217/jdw00fzrn1.png) + +常常在两个对等的数据链路层之间画出一个数字管道，而在这条数字管道上传输的数据单位是帧 + +![](https://ask.qcloudimg.com/http-save/yehe-5997217/ieryg6prur.png) + +数据链路层不必考虑物理层如何实现比特传输的细节。甚至还可以更简单地设想好像是沿着两个数据链路层之间的水平方向把帧直接发送到对方 + +### **(二) 三个基本问题** + +数据链路层协议有很多种，但是又三个基本问题是共同的，封装成帧、透明传输、差错控制 + +#### **(1) 封装成帧** + +**封装成帧 (framing) 就是在一段数据的前后分别添加首部和尾部，然后就构成了一个帧** + +首部和尾部的一个重要作用就是进行**帧定界** + +![](https://ask.qcloudimg.com/http-save/yehe-5997217/quxrtx19dy.png) + +当数据是由可打印的 ASCII 码组成的文本文件时，帧定界可以使用特殊的帧定界符 + +控制字符 SOH (Start Of Header) 放在一帧的最前面，表示帧的首部开始。另一个控制字符 EOT (End Of Transmission) 表示帧的结束 + +![](https://ask.qcloudimg.com/http-save/yehe-5997217/6uwz10rrhs.png) + +> ASCII 码是7位编码，一共可以组成128个不同的 ASCII 码，其中可打印的有95个，不可打印的有33个，请注意，SOH 和 EOT 都是控制字符的名称，他们的十六进制编码分别为 01（二进制是 00000001）和 04（00000100）SOH（或 EOT） 并不是 S，O，H （或 E，O，T）三个字符 + +#### **(2) 透明传输** + +如果数据中的某个字节的二进制代码恰好和 SOH 或 EOT 一样，数据链路层就会错误地“找到帧的边界” + +![](https://ask.qcloudimg.com/http-save/yehe-5997217/iaru7pboii.png) + +**解决方法：字节填充 (byte stuffing) 或字符填充 (character stuffing)** + +- 发送端的数据链路层在数据中出现控制字符“SOH”或“EOT”的前面插入一个转义字符“ESC”（其十六进制编码是1B） +- 接收端的数据链路层在将数据送往网络层之前删除插入的转义字符 +- 如果转义字符也出现在数据当中，那么应在转义字符前面插入一个转义字符 ESC。当接收端收到连续的两个转义字符时，就删除其中前面的一个 + +![](https://ask.qcloudimg.com/http-save/yehe-5997217/d2gon1dyrg.png) + +#### **(3) 差错检测** + +在传输过程中可能会产生比特差错：1 可能会变成 0， 而 0 也可能变成 1 + +![](https://ask.qcloudimg.com/http-save/yehe-5997217/fsajsz6xas.png) + +于是需要想方法校验来数据的传输，常见的有**奇偶校验码（PCC）和循环冗余校验（CRC）**。 + +##### 奇偶校验码（PCC） + +奇偶校验码是在数据码后附加一个校验位，使构成的码组中“1”的个数为奇数（奇校验）或偶数（偶校验）。接收端收到这组二进制数据后，则校验“1”的个数是否为奇数（偶数），从而确定传输代码的正确性。 + + +##### 循环冗余校验（CRC） + +![image.png](https://gitee.com/onesheet/images_backup/raw/master/images/20250318170440.png) + +##### 差错纠正 + +![image.png](https://gitee.com/onesheet/images_backup/raw/master/images/20250318171125.png) + +### **(三) PPP 协议** + +**对于点对点的链路，目前使用得最广泛的数据链路层协议是点对点协议 PPP (Point-to-Point Protocol)** +![image.png](https://gitee.com/onesheet/images_backup/raw/master/images/20250318171327.png) +PPP 协议有三个组成部分： + +- 一个将 **IP 数据报封装到串行链路的方法** +- **链路控制协议 LCP** (Link Control Protocol) +- **网络控制协议 NCP** (Network Control Protocol) + +## **三 使用广播信道的数据链路层** + +### **(一) 局域网的数据链路层** + +**局域网最主要的特点是：** + +- 网络为一个单位所拥有 +- 地理范围和节点数目均有限 + +**局域网具有如下主要优点：** + +- 具有广播功能，从一个站点可很方便地访问全网，局域网上的主机可共享连接在局域网上的各种硬件和软件资源 +- 便于系统的扩展和逐渐地演变，各设备的位置可灵活调整和改变 +- 提高了系统的可靠性、可用性和残存性 + + +#### **(1) 以太网的两个标准** + +**DIX Ethernet V2** 是世界上第一个局域网产品（以太网）的规约 + +**IEEE 802.3** 是第一个 IEEE 的以太网标准 + +- DIX Ethernet V2 标准与 IEEE 的 802.3 标准只有很小的差别，因此可以将 802.3 局域网简称为“以太网” +- 严格说来，“以太网”应当是指符合 DIX Ethernet V2 标准的局域网 + +#### **(2) 数据链路层的两个子层** + +为了使数据链路层能更好地适应多种局域网标准，IEEE 802 委员会就将局域网的数据链路层拆成两个子层： + +- **逻辑链路控制 LLC** (Logical Link Control)子层 VLAN +- **媒体接入控制 MAC** (Medium Access Control)子层 MAC + +与接入到传输媒体有关的内容都放在 MAC子层，而 LLC 子层则与传输媒体无关 + +不管采用何种协议的局域网，对 LLC 子层来说都是透明的 + +#### **(3) 适配器的作用** + +网络接口板又称为**通信适配器** (adapter) 或**网络接口卡** NIC (Network Interface Card)，或**“网卡”** + +适配器的重要功能： + +- **进行串行/并行转换** +- **对数据进行缓存** +- **在计算机的操作系统安装****设备驱动程序** +- **实现以太网协议** + +### **(二) 集线器的星形拓扑** + +传统以太网最初是使用粗同轴电缆，后来演进到使用比较便宜的细同轴电缆，最后发展为使用更便宜和更灵活的双绞线 + +采用双绞线的以太网采用星形拓扑，在星形的中心则增加了一种可靠性非常高的设备，叫做集线器 (hub) + +传统以太网使用同轴电缆，采用总线形拓扑结构 + +![](https://ask.qcloudimg.com/http-save/yehe-5997217/6hulktrrtu.png) + +使用集线器的双绞线以太网 + +![](https://ask.qcloudimg.com/http-save/yehe-5997217/t79hj2hagr.png) + +集线器是使用电子器件来模拟实际电缆线的工作，因此整个系统仍然像一个传统的以太网那样运行 + + +### **(三) 以太网的 MAC 层** + +在局域网中，硬件地址又称为物理地址，或 MAC 地址。 +#### **(1) MAC地址组成** + +- IEEE 802 标准规定 MAC 地址字段可采用 6 字节 ( 48位) 或 2 字节 ( 16 位) 这两种中的一种 +- 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 +- 地址字段 6 个字节中的后三个字节 (即低位 24 位) 由厂家自行指派，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** + +![](https://ask.qcloudimg.com/http-save/yehe-5997217/fv2vz64xhi.png) + +#### **(2) 适配器检查MAC** + +所有的适配器都至少能够识别前两种帧，即能够识别**单播地址和广播地址** + +以混杂方式 (promiscuous mode) 工作的以太网适配器只要**“听到”有帧在以太网上传输就都接收下来** + +#### **(3) MAC 帧的格式** + +常用的以太网 MAC 帧格式有两种标准： + +- DIX Ethernet V2 标准 +- IEEE 的 802.3 标准 + +![](https://ask.qcloudimg.com/http-save/yehe-5997217/vzm417qaxw.png) + +- 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 MAC 帧的数据上交给上一层的这个协议 +- 数据字段的正式名称是 MAC 客户数据字段，最小长度 64 字节 - 18 字节的首部和尾部 = 数据字段的最小长度（46字节） +- 当数据字段的长度小于 46 字节时，应在数据字段的后面加入整数字节的填充字段，以保证以太网的 MAC 帧长不小于 64 字节 +- 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 MAC 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。 + + +> [基础（网络知识 四）——链路层的MAC地址](https://blog.csdn.net/wangguchao/article/details/106644991) + +## **四 扩展的以太网** + +### **(一) 在物理层扩展以太网** + +**使用光纤扩展** + +- 主机使用光纤（通常是一对光纤）和一对光纤调制解调器连接到集线器。 +- 很容易使主机和几公里以外的集线器相连接 + +![](https://ask.qcloudimg.com/http-save/yehe-5997217/q0snmgwd7k.png) + +**使用集线器扩展**：将多个以太网段连成更大的、多级星形结构的以太网 + +![](https://ask.qcloudimg.com/http-save/yehe-5997217/q0snmgwd7k.png) + +**优点** + +- 使原来属于不同碰撞域的以太网上的计算机能够进行跨碰撞域的通信 +- 扩大了以太网覆盖的地理范围 + +**缺点** + +- 碰撞域增大了，但总的吞吐量并未提高 +- 如果不同的碰撞域使用不同的数据率，那么就不能用集线器将它们互连起来 + +**补充** + +- 碰撞域（collision domain）又称为冲突域，是指网络中一个站点发出的帧会与其他站点发出的帧产生碰撞或冲突的那部分网络 碰撞域越大，发生碰撞的概率越高 + +### **(二) 在数据链路层扩展以太网** + +扩展以太网更常用的方法是在数据链路层进行 + +早期使用网桥，现在使用以太网交换机 + +![](https://ask.qcloudimg.com/http-save/yehe-5997217/c1qhwri4om.png) + +- 网桥工作在数据链路层 +- 它根据 MAC 帧的目的地址对收到的帧进行转发和过滤 +- 当网桥收到一个帧时，并不是向所有的接口转发此帧，而是先检查此帧的目的 MAC 地址，然后再确定将该帧转发到哪一个接口，或把它丢弃 + +#### **(1) 以太交换机的特点** + +- 以太网交换机实质上就是一个都有十几个或更多的接口 +- 通常都有十几个或更多的接口 +- 每个接口都直接与一个单台主机或另一个以太网交换机相连，并且一般都**工作在全双工方式** +- 以太网交换机**具有并行性** +- 能同时连通多对接口，使多对主机能同时通信 + +#### **(2) 交换机的交换方式** + +**存储转发方式** + +- 把整个数据帧先缓存后再进行处理。 + +**直通 (cut-through) 方式** + +- 接收数据帧的同时就**立即按数据帧的目的 MAC 地址决定该帧的转发接口，因而提高了帧的转发速度。** +- 缺点是它不检查差错就直接将帧转发出去，因此**有可能也将一些无效帧转发给其他的站**。 + +总结： + +以太网交换机运行**自学习算法自动维护交换表** + +- 交换机收到一帧后先进行自学习。查找交换表中与收到帧的源地址有无相匹配的项目。 +- 如没有，就在交换表中增加一个项目（源地址、进入的接口和有效时间）。 +- 如有，则把原有的项目进行更新（进入的接口或有效时间）。 +- 转发帧。查找交换表中与收到帧的目的地址有无相匹配的项目。 +- 如没有，则向所有其他接口（进入的接口除外）转发。 +- 如有，则按交换表中给出的接口进行转发。 +- 若交换表中给出的接口就是该帧进入交换机的接口，则应丢弃这个帧（因为这时不需要经过交换机进行转发）。 + +**以太网交换机(二层交换机)的这种自学习方法使得以太网交换机能够即插即用，不必人工进行配置，因此非常方便。**，傻瓜交换机。言外之意，还有三层交换机（商业版）！ + + +### **(三) 虚拟局域网** + +利用以太网交换机可以很方便地实现虚拟局域网 VLAN (Virtual LAN) + +IEEE 802.1Q 对虚拟局域网 VLAN 的定义： + +- 虚拟局域网 VLAN 是由一些局域网网段构成的与物理位置无关的逻辑组，而这些网段具有某些共同的需求。每一个 VLAN 的帧都有一个明确的标识符，指明发送这个帧的计算机是属于哪一个 VLAN + +虚拟局域网其实只是局域网给用户提供的一种服务，而并不是一种新型局域网 + +![](https://ask.qcloudimg.com/http-save/yehe-5997217/ue6c3ktlcj.png) + +- 10 台计算机划分为三个虚拟局域网：VLAN1, VLAN2 和 VLAN3 +- 每个虚拟局域网是一个广播域，VLAN1, VLAN2 和 VLAN3 是三个不同的广播域 +- 当 B1 向 VLAN2 工作组内成员发送数据时，工作站 B2 和 B3 将会收到其广播的信息 +- B1 发送数据时，VLAN1 和 VLAN3 中的工作站 A1，A2 和 C1 等都不会收到 B1 发出的广播信息 +- 虚拟局域网限制了接收广播信息的工作站数，使得网络不会因传播过多的广播信息 (即“广播风暴”) 而引起性能恶化。 + +**虚拟局域网（VLAN）技术具有以下主要优点：** + +- 改善了性能 +- 简化了管理 +- 降低了成本 +- 改善了安全性 + + +## **五 PPPoE** + +- PPPoE (PPP over Ethernet) 的意思是“在以太网上运行 PPP”，它把 PPP 协议与以太网协议结合起来 —— 将 PPP 帧再封装到以太网中来传输 +- 现在的光纤宽带接入 FTTx 都要使用 PPPoE 的方式进行接入。在 PPPoE 弹出的窗口中键入在网络运营商购买的用户名和密码，就可以进行宽带上网了 +- 利用 ADSL 进行宽带上网时，从用户个人电脑到家中的 ADSL 调制解调器之间，也是使用 RJ-45 和 5 类线（即以太网使用的网线）进行连接的，并且也是使用 PPPoE 弹出的窗口进行拨号连接的 + + +同一网络通讯用交换机，是局域网，MAC标识 +不同网络通讯用路由器，将多个网络连接，通过IP进行标识和寻址主机。 + + +1. 书本：58，85 +2. 搞明白 VLAN 是什么 +3. 查交换机长什么样，有什么用。工作原理。 \ No newline at end of file diff --git "a/29 \346\235\250\346\210\220\350\261\252/20250320 VLAN\344\272\244\346\215\242\346\234\272.md" "b/29 \346\235\250\346\210\220\350\261\252/20250320 VLAN\344\272\244\346\215\242\346\234\272.md" new file mode 100644 index 0000000..be35e55 --- /dev/null +++ "b/29 \346\235\250\346\210\220\350\261\252/20250320 VLAN\344\272\244\346\215\242\346\234\272.md" @@ -0,0 +1,88 @@ +## VLAN + +**VLAN 是什么？** +可以把网络想象成一个大型办公楼，**交换机**相当于一栋楼里的所有房间（电脑、设备）。而 **VLAN 就像在楼里用虚拟墙隔出多个独立区域**，不同区域的人虽然在同一栋楼，但互相隔离，交流被限制在自己的区域内。 + +------ + +**通俗版解释：** + +1. **传统局域网（没有VLAN）** + 就像一个大开间办公室，所有人都在一起工作。如果一个人喊话（广播），全办公室都能听到，容易混乱和吵闹（网络拥堵、广播风暴）。 +2. **设置VLAN后** + 相当于在办公室内建了几个玻璃隔间（虚拟隔断）： + - **隔间内**：同一隔间的人可以自由交流，但听不到其他隔间的声音（广播隔离）。 + - **隔间之间**：如果想跨隔间沟通，必须通过“前台电话转接”（路由器或三层交换机）才能对话，否则默认互相看不见（安全性）。 + +------ + +**VLAN 的作用：** + +- **灵活分组**：无论设备在大楼的哪一层（不同楼层交换机），都能划到同一个“隔间”（VLAN）里。 +- **省空间**：不用买多栋楼（多个物理交换机），一栋楼（一台交换机）就能实现多个独立网络。 +- **安全隔断**：财务部隔间的人看不到技术部的文件（不同VLAN默认隔离）。 + +------ + +**举个生活例子：** +假设你有一个支持 VLAN 的交换机： + +- 家用场景：把家里智能电视、手机、电脑划分到不同 VLAN： + + - 电视单独在 VLAN 1（避免被手机投屏干扰） + - 手机在 VLAN 2（隔离访客设备） + - 电脑在 VLAN 3（保证安全办公） + + + +- 公司场景： + + - 财务部电脑全在 VLAN 10，研发部在 VLAN 20，两部门无法直接访问对方数据，除非通过“老大”（路由器）审批放行。 + +## 交换机 + +#### **一、交换机的作用** + +1. **构建局域网（LAN）核心** + 通过多端口连接电脑、服务器等设备，组建高速局域网，替代早期低效的集线器，避免广播风暴和冲突。 +2. **精准数据转发** + 基于MAC地址表，仅将数据帧发送至目标设备所在端口（单播），而非广播所有端口，显著提升带宽利用率。 +3. **全双工通信与冲突避免** + 每个端口独占带宽（如100Mbps），支持同时收发数据（全双工），无需像传统半双工设备那样依赖冲突检测（CSMA/CD）。 +4. **网络分段与安全隔离** + 划分VLAN（虚拟局域网），隔离不同部门或设备群组，限制广播域，增强安全性和管理灵活性。 +5. **流量优化与优先级控制** + 支持QoS（服务质量）策略，优先处理语音、视频等关键流量，减少延迟和抖动。 + +------ + +#### **二、交换机的工作原理** + +1. **动态学习MAC地址** + - 初始时MAC地址表为空。 + - 收到数据帧后，记录**源MAC地址**及其对应端口，更新表项（如：MAC地址00:1A:2B...来自端口2）。 + - 表项设有老化时间（通常300秒），定期清理不活跃条目。 +2. **智能转发与过滤** + - **目标MAC已知**：直接转发至对应端口。 + - **目标MAC未知**：泛洪至除源端口外的所有端口（称为“未知单播泛洪”）。 + - **广播/组播帧**：默认泛洪，但可在VLAN或组播优化中控制范围。 +3. **环路避免（STP协议）** + - 当网络存在冗余链路时，生成树协议（STP）自动阻断冗余路径，形成无环树状拓扑，同时提供链路备份。 + +------ + +#### **三、交换机的分类** + +1. **二层交换机** + 工作在数据链路层，依赖MAC地址转发，适合基础网络搭建。 +2. **三层交换机** + 具备IP路由功能（网络层），可替代部分路由器角色，实现跨VLAN通信，常见于企业骨干网络。 +3. **多层交换机** + 支持更高层（如传输层）的流量分析，用于复杂策略控制（如应用识别、负载均衡）。 + +------ + +#### **四、实际应用示例** + +- **场景1**：办公室中，交换机连接50台电脑。当A向B发送文件时，数据仅通过A和B的端口传输，其他端口不受影响。 +- **场景2**：通过VLAN划分，将财务部和研发部的设备隔离，即使物理连接同一交换机，也无法直接通信，提升数据安全。 \ No newline at end of file diff --git "a/29 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**点对点信道**。这种信道使用**一对一**的点对点通信方式。 【单播】 -- **广播信道**。这种信道使用**一对多的广播通信方式**，因此过程比较复杂。广播信道上连接的主机很多，因此必须**使用专用的共享信道协议来协调这些主机的数据发送**。【广播】 - -![](https://ask.qcloudimg.com/http-save/yehe-5997217/b5asoh5zui.png) - -当我们专心研究数据链路层找那个的问题的时候，在许多情况下我们可以**只关心在协议栈中水平方向的各数据链路层**，于是当主机 H1 向主机 H2 发送数据的时候，我们可以**想象数据就是在数据链路层中从左向右沿着水平方法传送的** - -![](https://ask.qcloudimg.com/http-save/yehe-5997217/zg4xg8f9xp.png) - -## **二 使用点对点信道的数据链路层** - -### **(一) 数据链路和帧** - -#### **(1) 链路** - -**链路**：一个节点到相邻节点的一段物理路线，而中间没有任何其他的交换节点 - -- 在数据通信的时候，两台计算机之间的通信路径往往要经过许多段这样的链路，可见链路只是一条路径的组成部分 - -#### **(2) 数据链路** - -**数据链路 (data link)**：**除了物理线路外，还必须有通信协议来控制这些数据的传输**。若把实现这些协议的硬件和软件加到链路上，就构成了数据链路 - -- 现在最常用的方法是使用网络适配器（即网卡）来实现这些协议的硬件和软件 -- **一般的网络适配器都包括了数据链路层和物理层这两层的功能** - -也有人采用另外的术语。这就是把**链路分为物理链路和逻辑链路** - -- 物理链路就是上面所说的链路 -- 逻辑链路就是上面的数据链路，是物理链路加上必要的通信协议 - -补充：早起数据通信协议曾经叫做**通信规程**，所以在数据链路层中，规程和协议是同义语 - -#### **(3) 帧** - -**数据链路层传送的是帧** - -![](https://ask.qcloudimg.com/http-save/yehe-5997217/jdw00fzrn1.png) - -常常在两个对等的数据链路层之间画出一个数字管道，而在这条数字管道上传输的数据单位是帧 - -![](https://ask.qcloudimg.com/http-save/yehe-5997217/ieryg6prur.png) - -数据链路层不必考虑物理层如何实现比特传输的细节。甚至还可以更简单地设想好像是沿着两个数据链路层之间的水平方向把帧直接发送到对方 - -### **(二) 三个基本问题** - -数据链路层协议有很多种，但是又三个基本问题是共同的，封装成帧、透明传输、差错控制 - -#### **(1) 封装成帧** - -**封装成帧 (framing) 就是在一段数据的前后分别添加首部和尾部，然后就构成了一个帧** - -首部和尾部的一个重要作用就是进行**帧定界** - -![](https://ask.qcloudimg.com/http-save/yehe-5997217/quxrtx19dy.png) - -当数据是由可打印的 ASCII 码组成的文本文件时，帧定界可以使用特殊的帧定界符 - -控制字符 SOH (Start Of Header) 放在一帧的最前面，表示帧的首部开始。另一个控制字符 EOT (End Of Transmission) 表示帧的结束 - -![](https://ask.qcloudimg.com/http-save/yehe-5997217/6uwz10rrhs.png) - -> ASCII 码是7位编码，一共可以组成128个不同的 ASCII 码，其中可打印的有95个，不可打印的有33个，请注意，SOH 和 EOT 都是控制字符的名称，他们的十六进制编码分别为 01（二进制是 00000001）和 04（00000100）SOH（或 EOT） 并不是 S，O，H （或 E，O，T）三个字符 - -#### **(2) 透明传输** - -如果数据中的某个字节的二进制代码恰好和 SOH 或 EOT 一样，数据链路层就会错误地“找到帧的边界” - -![](https://ask.qcloudimg.com/http-save/yehe-5997217/iaru7pboii.png) - -**解决方法：字节填充 (byte stuffing) 或字符填充 (character stuffing)** - -- 发送端的数据链路层在数据中出现控制字符“SOH”或“EOT”的前面插入一个转义字符“ESC”（其十六进制编码是1B） -- 接收端的数据链路层在将数据送往网络层之前删除插入的转义字符 -- 如果转义字符也出现在数据当中，那么应在转义字符前面插入一个转义字符 ESC。当接收端收到连续的两个转义字符时，就删除其中前面的一个 - -![](https://ask.qcloudimg.com/http-save/yehe-5997217/d2gon1dyrg.png) - -#### **(3) 差错检测** - -在传输过程中可能会产生比特差错：1 可能会变成 0， 而 0 也可能变成 1 - -![](https://ask.qcloudimg.com/http-save/yehe-5997217/fsajsz6xas.png) - -于是需要想方法校验来数据的传输，常见的有**奇偶校验码（PCC）和循环冗余校验（CRC）**。 - -##### 奇偶校验码（PCC） - -奇偶校验码是在数据码后附加一个校验位，使构成的码组中“1”的个数为奇数（奇校验）或偶数（偶校验）。接收端收到这组二进制数据后，则校验“1”的个数是否为奇数（偶数），从而确定传输代码的正确性。 - - -##### 循环冗余校验（CRC） - -![image.png](https://gitee.com/onesheet/images_backup/raw/master/images/20250318170440.png) - -##### 差错纠正 - -![image.png](https://gitee.com/onesheet/images_backup/raw/master/images/20250318171125.png) - -### **(三) PPP 协议** - -**对于点对点的链路，目前使用得最广泛的数据链路层协议是点对点协议 PPP (Point-to-Point Protocol)** -![image.png](https://gitee.com/onesheet/images_backup/raw/master/images/20250318171327.png) -PPP 协议有三个组成部分： - -- 一个将 **IP 数据报封装到串行链路的方法** -- **链路控制协议 LCP** (Link Control Protocol) -- **网络控制协议 NCP** (Network Control Protocol) - -## **三 使用广播信道的数据链路层** - -### **(一) 局域网的数据链路层** - -**局域网最主要的特点是：** - -- 网络为一个单位所拥有 -- 地理范围和节点数目均有限 - -**局域网具有如下主要优点：** - -- 具有广播功能，从一个站点可很方便地访问全网，局域网上的主机可共享连接在局域网上的各种硬件和软件资源 -- 便于系统的扩展和逐渐地演变，各设备的位置可灵活调整和改变 -- 提高了系统的可靠性、可用性和残存性 - - -#### **(1) 以太网的两个标准** - -**DIX Ethernet V2** 是世界上第一个局域网产品（以太网）的规约 - -**IEEE 802.3** 是第一个 IEEE 的以太网标准 - -- DIX Ethernet V2 标准与 IEEE 的 802.3 标准只有很小的差别，因此可以将 802.3 局域网简称为“以太网” -- 严格说来，“以太网”应当是指符合 DIX Ethernet V2 标准的局域网 - -#### **(2) 数据链路层的两个子层** - -为了使数据链路层能更好地适应多种局域网标准，IEEE 802 委员会就将局域网的数据链路层拆成两个子层： - -- **逻辑链路控制 LLC** (Logical Link Control)子层 VLAN -- **媒体接入控制 MAC** (Medium Access Control)子层 MAC - -与接入到传输媒体有关的内容都放在 MAC子层，而 LLC 子层则与传输媒体无关 - -不管采用何种协议的局域网，对 LLC 子层来说都是透明的 - -#### **(3) 适配器的作用** - -网络接口板又称为**通信适配器** (adapter) 或**网络接口卡** NIC (Network Interface Card)，或**“网卡”** - -适配器的重要功能： - -- **进行串行/并行转换** -- **对数据进行缓存** -- **在计算机的操作系统安装****设备驱动程序** -- **实现以太网协议** - -### **(二) 集线器的星形拓扑** - -传统以太网最初是使用粗同轴电缆，后来演进到使用比较便宜的细同轴电缆，最后发展为使用更便宜和更灵活的双绞线 - -采用双绞线的以太网采用星形拓扑，在星形的中心则增加了一种可靠性非常高的设备，叫做集线器 (hub) - -传统以太网使用同轴电缆，采用总线形拓扑结构 - -![](https://ask.qcloudimg.com/http-save/yehe-5997217/6hulktrrtu.png) - -使用集线器的双绞线以太网 - -![](https://ask.qcloudimg.com/http-save/yehe-5997217/t79hj2hagr.png) - -集线器是使用电子器件来模拟实际电缆线的工作，因此整个系统仍然像一个传统的以太网那样运行 - - -### **(三) 以太网的 MAC 层** - -在局域网中，硬件地址又称为物理地址，或 MAC 地址。 -#### **(1) MAC地址组成** - -- IEEE 802 标准规定 MAC 地址字段可采用 6 字节 ( 48位) 或 2 字节 ( 16 位) 这两种中的一种 -- 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 -- 地址字段 6 个字节中的后三个字节 (即低位 24 位) 由厂家自行指派，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** - -![](https://ask.qcloudimg.com/http-save/yehe-5997217/fv2vz64xhi.png) - -#### **(2) 适配器检查MAC** - -所有的适配器都至少能够识别前两种帧，即能够识别**单播地址和广播地址** - -以混杂方式 (promiscuous mode) 工作的以太网适配器只要**“听到”有帧在以太网上传输就都接收下来** - -#### **(3) MAC 帧的格式** - -常用的以太网 MAC 帧格式有两种标准： - -- DIX Ethernet V2 标准 -- IEEE 的 802.3 标准 - -![](https://ask.qcloudimg.com/http-save/yehe-5997217/vzm417qaxw.png) - -- 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 MAC 帧的数据上交给上一层的这个协议 -- 数据字段的正式名称是 MAC 客户数据字段，最小长度 64 字节 - 18 字节的首部和尾部 = 数据字段的最小长度（46字节） -- 当数据字段的长度小于 46 字节时，应在数据字段的后面加入整数字节的填充字段，以保证以太网的 MAC 帧长不小于 64 字节 -- 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 MAC 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。 - - -> [基础（网络知识 四）——链路层的MAC地址](https://blog.csdn.net/wangguchao/article/details/106644991) - -## **四 扩展的以太网** - -### **(一) 在物理层扩展以太网** - -**使用光纤扩展** - -- 主机使用光纤（通常是一对光纤）和一对光纤调制解调器连接到集线器。 -- 很容易使主机和几公里以外的集线器相连接 - -![](https://ask.qcloudimg.com/http-save/yehe-5997217/q0snmgwd7k.png) - -**使用集线器扩展**：将多个以太网段连成更大的、多级星形结构的以太网 - -![](https://ask.qcloudimg.com/http-save/yehe-5997217/q0snmgwd7k.png) - -**优点** - -- 使原来属于不同碰撞域的以太网上的计算机能够进行跨碰撞域的通信 -- 扩大了以太网覆盖的地理范围 - -**缺点** - -- 碰撞域增大了，但总的吞吐量并未提高 -- 如果不同的碰撞域使用不同的数据率，那么就不能用集线器将它们互连起来 - -**补充** - -- 碰撞域（collision domain）又称为冲突域，是指网络中一个站点发出的帧会与其他站点发出的帧产生碰撞或冲突的那部分网络 碰撞域越大，发生碰撞的概率越高 - -### **(二) 在数据链路层扩展以太网** - -扩展以太网更常用的方法是在数据链路层进行 - -早期使用网桥，现在使用以太网交换机 - -![](https://ask.qcloudimg.com/http-save/yehe-5997217/c1qhwri4om.png) - -- 网桥工作在数据链路层 -- 它根据 MAC 帧的目的地址对收到的帧进行转发和过滤 -- 当网桥收到一个帧时，并不是向所有的接口转发此帧，而是先检查此帧的目的 MAC 地址，然后再确定将该帧转发到哪一个接口，或把它丢弃 - -#### **(1) 以太交换机的特点** - -- 以太网交换机实质上就是一个都有十几个或更多的接口 -- 通常都有十几个或更多的接口 -- 每个接口都直接与一个单台主机或另一个以太网交换机相连，并且一般都**工作在全双工方式** -- 以太网交换机**具有并行性** -- 能同时连通多对接口，使多对主机能同时通信 - -#### **(2) 交换机的交换方式** - -**存储转发方式** - -- 把整个数据帧先缓存后再进行处理。 - -**直通 (cut-through) 方式** - -- 接收数据帧的同时就**立即按数据帧的目的 MAC 地址决定该帧的转发接口，因而提高了帧的转发速度。** -- 缺点是它不检查差错就直接将帧转发出去，因此**有可能也将一些无效帧转发给其他的站**。 - -总结： - -以太网交换机运行**自学习算法自动维护交换表** - -- 交换机收到一帧后先进行自学习。查找交换表中与收到帧的源地址有无相匹配的项目。 -- 如没有，就在交换表中增加一个项目（源地址、进入的接口和有效时间）。 -- 如有，则把原有的项目进行更新（进入的接口或有效时间）。 -- 转发帧。查找交换表中与收到帧的目的地址有无相匹配的项目。 -- 如没有，则向所有其他接口（进入的接口除外）转发。 -- 如有，则按交换表中给出的接口进行转发。 -- 若交换表中给出的接口就是该帧进入交换机的接口，则应丢弃这个帧（因为这时不需要经过交换机进行转发）。 - -**以太网交换机(二层交换机)的这种自学习方法使得以太网交换机能够即插即用，不必人工进行配置，因此非常方便。**，傻瓜交换机。言外之意，还有三层交换机（商业版）！ - - -### **(三) 虚拟局域网** - -利用以太网交换机可以很方便地实现虚拟局域网 VLAN (Virtual LAN) - -IEEE 802.1Q 对虚拟局域网 VLAN 的定义： - -- 虚拟局域网 VLAN 是由一些局域网网段构成的与物理位置无关的逻辑组，而这些网段具有某些共同的需求。每一个 VLAN 的帧都有一个明确的标识符，指明发送这个帧的计算机是属于哪一个 VLAN - -虚拟局域网其实只是局域网给用户提供的一种服务，而并不是一种新型局域网 - -![](https://ask.qcloudimg.com/http-save/yehe-5997217/ue6c3ktlcj.png) - -- 10 台计算机划分为三个虚拟局域网：VLAN1, VLAN2 和 VLAN3 -- 每个虚拟局域网是一个广播域，VLAN1, VLAN2 和 VLAN3 是三个不同的广播域 -- 当 B1 向 VLAN2 工作组内成员发送数据时，工作站 B2 和 B3 将会收到其广播的信息 -- B1 发送数据时，VLAN1 和 VLAN3 中的工作站 A1，A2 和 C1 等都不会收到 B1 发出的广播信息 -- 虚拟局域网限制了接收广播信息的工作站数，使得网络不会因传播过多的广播信息 (即“广播风暴”) 而引起性能恶化。 - -**虚拟局域网（VLAN）技术具有以下主要优点：** - -- 改善了性能 -- 简化了管理 -- 降低了成本 -- 改善了安全性 - - -## **五 PPPoE** - -- PPPoE (PPP over Ethernet) 的意思是“在以太网上运行 PPP”，它把 PPP 协议与以太网协议结合起来 —— 将 PPP 帧再封装到以太网中来传输 -- 现在的光纤宽带接入 FTTx 都要使用 PPPoE 的方式进行接入。在 PPPoE 弹出的窗口中键入在网络运营商购买的用户名和密码，就可以进行宽带上网了 -- 利用 ADSL 进行宽带上网时，从用户个人电脑到家中的 ADSL 调制解调器之间，也是使用 RJ-45 和 5 类线（即以太网使用的网线）进行连接的，并且也是使用 PPPoE 弹出的窗口进行拨号连接的 - - -同一网络通讯用交换机，是局域网，MAC标识 -不同网络通讯用路由器，将多个网络连接，通过IP进行标识和寻址主机。 - - -1. 书本：58，85 -2. 搞明白 VLAN 是什么 -3. 查交换机长什么样，有什么用。工作原理。 \ No newline at end of file diff --git "a/29 \346\235\250\346\210\220\350\261\252/20250320 VLAN\344\272\244\346\215\242\346\234\272.md" "b/29 \346\235\250\346\210\220\350\261\252/20250320 VLAN\344\272\244\346\215\242\346\234\272.md" index be35e55..4185678 100644 --- "a/29 \346\235\250\346\210\220\350\261\252/20250320 VLAN\344\272\244\346\215\242\346\234\272.md" +++ "b/29 \346\235\250\346\210\220\350\261\252/20250320 VLAN\344\272\244\346\215\242\346\234\272.md" @@ -41,6 +41,8 @@ ## 交换机 +![交换机](https://gitee.com/yuszz/picture-warehouse/raw/master/img/upgit_20250320_1742475334.webp) + #### **一、交换机的作用** 1. **构建局域网（LAN）核心** @@ -85,4 +87,12 @@ #### **四、实际应用示例** - **场景1**：办公室中，交换机连接50台电脑。当A向B发送文件时，数据仅通过A和B的端口传输，其他端口不受影响。 -- **场景2**：通过VLAN划分，将财务部和研发部的设备隔离，即使物理连接同一交换机，也无法直接通信，提升数据安全。 \ No newline at end of file +- **场景2**：通过VLAN划分，将财务部和研发部的设备隔离，即使物理连接同一交换机，也无法直接通信，提升数据安全。 + +## 作业 + +![853](https://gitee.com/yuszz/picture-warehouse/raw/master/img/upgit_20250320_1742475357.jpg) + +![852](https://gitee.com/yuszz/picture-warehouse/raw/master/img/upgit_20250320_1742475370.jpg) + +![58](https://gitee.com/yuszz/picture-warehouse/raw/master/img/upgit_20250320_1742475521.jpg) \ No newline at end of file diff --git "a/29 \346\235\250\346\210\220\350\261\252/\344\272\244\346\215\242\346\234\272.webp" "b/29 \346\235\250\346\210\220\350\261\252/\344\272\244\346\215\242\346\234\272.webp" deleted file mode 100644 index 539de9eef50510217f573531768fb92025dcaffd..0000000000000000000000000000000000000000 GIT binary patch literal 0 HcmV?d00001 literal 13210 zcmc(`byQr>_TYQE8+UhicXxM!C3tXmcMlTW-3fu<1a}V*+&w@-aCZ$1`Q4d&zwf;@ z^JdLIQ)_jt&)&6b?OnU-)H$cST3ud7CW#XOw4^0eHC6ev5dZ)nd;J80fejEKFDa=i zhx94}NODTn4vt_n0I+v(b5WO-Ak)^-C4-#+zyLe|1F!>tv8k(*vWCptzt-~7l4P#0 zMt}J~$cHEcTbp>>bQrZT`mWWM*&nmj_|)asSlUKz>dt-9nZ3jqKelI1_x#0z;f(!9_n*H1(K!|Y z0N?d%ZW8{ZGsy&i<}d)jTltTUssI2`Ljj;^@*m^D`MX}M+}xZ5SXn(iJz1>HOBcRM$-zezQ9v~zTKA#-&yHZ><>{(mpx|KpDT z2kSU1in|mao(8U}o)R?dU*e?eIUF;s3*K|A^r){%c*o0%q|u 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