TCP/IP 底层网络技术概述

底层网络技术概述

• 分组交换技术
• 底层硬件技术

网络通信的两种解决方法

​ 1 面向连接 ： 电路交换 circuit switch，（永久性连接，是专用连接
​ 优点：保证网络的带宽
​ 缺点：代价高

​ 2 无连接 ： 分组交换网络 packet switch
​ 优点：代价低
​ 缺点：无法保证网络带宽，但是可以通过构建高带宽的分组交换网络

网络分类（覆盖范围

​ WAN
​ LAN

网络硬件地址

​ 不同网络类型的地址格式有差别
​ 四种应用的网络
​ 以太网 Ethernet
​ 无线局域网 Wi-Fi
​ ZigBee
​ 同步光纤网 SONET

以太网

​ 分组交换式的局域网
​ DIX -> IEEE802.3

以太网不同的媒体方案：

• 1 粗同轴电缆：10Base5 （10Mbps 500m）
  收发器transceiver连在电缆上，网卡（网络接口卡）连在主机上，二者间需要一根专门的电缆连接
• 2 细同轴电缆：10Base2 （10Mbps 185m）
  收发器集成在接口卡中
• 3 双绞线：10Base-T
  有4对双绞线

     高速以太网 100Base-T
  

• 4 光纤：10Base-F
  抗干扰强，用于远距离的连接

以太网使用的MAC层协议 ：

CSMA/CD，碰撞检测功能
接口卡中的收发器：侦听信号的功能 （区分信号空闲或忙碌状态
CSMA/CD 要求站点在传输数据帧之前，先要侦听信道的状态

以太网使用PoE技术：Power of Ethernet

小型设备供电支持加载双绞线电缆上对设备进行供电

以太网的特点：

1 带宽的不同种类
2 自动协商，例如以双方都能支持的最高速率来进行工作

以太网的重要属性：

1 广播策略：通信是以广播的方式
2 尽最大努力交付
3 CSMA/CD：媒体访问控制所使用的协议

以太网物理地址（MAC地址

48位

以太网帧格式（单位字节）

目标地址 6
原地址 6
帧类型/数据区长度 2 （但是padding不算在内，数据区长度为0那padding即为46）
数据 46 - 1500 （最小46padding）
帧校验序列 4 （CRC，由硬件产生）

区分类型与长度的方法：
	将类型值都取成比1500大的值

无线局域网 Wi-Fi （IEEE802.11）

​ AP + STAs
​ Ad Hoc：点对点
​ WiMax 802.16

ZigBee 802.15.4

​ 个域网
​ 低功耗的无线网络技术
​ 分组长度：127字节
​ payload（有效负荷长度）：102字节
​ 两种MAC地址格式（长、短）：16位、64位

点对点网络

peer to peer ，无须物理地址来区分

VLAN：虚拟局域网

​ 配置交换机 -> 将一个交换机看成对个更小交换机的集合
​ 每一个VLAN定义一个独立的广播域

底层网络设备

中继器

​ 工作在物理层
​ 延伸电缆长度
​ 最多经过四个中继器（12345原则

桥

​ 工作在链路层，识别帧的格式
​ 桥收到一个完整的帧然后转发。整个过程对主机来说是透明的（透明桥）

链路层目的：

​ 1 为IP模块发送和接收IP数据报
​ 2 为ARP模块发送ARP请求和接收ARP应答
​ 3 为RARP发送RARP请求和接收RARP应答

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参考资料：

• INTERNETWORKING WITH TCP/IP PRINCIPLES, PROTOCOLS, AND ARCHITECTURE Vol1 (6th Edition). DOUGLASE E. COMER