网络协议 -- 物理层 + 数据链路层

HUB

1. HUB即集线器，有多个端口，完全工作在物理层
2. HUB采用的是广播模式，会将自己收到的每一个字节，都复制到其他端口
3. 广播模式存在问题，需要解决三个问题（在数据链路层解决）
   • 数据包发给谁，由谁接收
     • MAC地址
   • 数据包谁先发，谁后发
     • MAC子层，以太网为随机接入协议
   • 如果发送时出现错误，应该怎么处理
     • 以太网数据包的最后有CRC校验

数据链路层

1. 数据链路层分成LLC（Logical Link Control）子层和MAC（Media Access Control）子层
   • LLC子层实现数据链路层与硬件无关的功能，比如流量控制、差错恢复等
   • MAC子层提供LLC子层和物理层之间的接口
2. MAC地址解决了第一个问题：数据包发给谁，由谁接收
3. MAC子层解决了第二个问题：数据包谁先发，谁后发的问题，学名为多路访问
   • 可用方式：信道划分、轮流协议、随机接入协议（以太网）
   • 这个与MAC地址没什么关系

数据包格式

1. 开头为目标MAC地址和源MAC地址
2. 接下来是类型，大部分的类型是IP数据包（0x0800），IP数据包里面会包含TCP、UDP、HTTP等内容（层层封装）
3. 数据包中有目标MAC地址，数据包在链路上广播，目标MAC地址的网卡发现这个包是给它的，就会把数据包接收进来
   • 然后打开数据包，发现是IP数据包，并且IP地址也是自己，再打开TCP包，发现目标端口是80，Nginx在监听80端口
   • 于是将请求提交给Nginx，Nginx会返回一个网页，然后将网页发回请求的机器，经过层层封装，最后到了MAC层
     • 原先的源MAC地址变成了目标MAC地址
4. 对于以太网，数据包的最后是CRC（循环冗余校验，采用XOR异或算法）
   • 计算整个数据包在发送过程中是否出现错误，这解决第三个问题

ARP协议

ARP：Address Resolution Protocol，已知IP地址，求MAC地址

勘误：0x8086 -> 0x0806

交换机

1. 交换机是二层设备，工作在数据链路层
2. 学习过程
   • 交换机有4个口，分别是A、B、C、D，有两台机器，MAC地址为MAC1和MAC2，MAC1连着A口，MAC2连着B口
   • MAC1机器将数据包发送给MAC2机器，当数据包到达交换机的时候，并不知道MAC2机器连着交换机的哪个端口
     • 因此，只能将该数据包转发给B、C、D口，但是交换机会记住MAC1连着A口
     • 以后有数据包要发送给MAC1，直接转发到A口即可
3. 交换机学习的结果叫转发表，有过期时间