第3章:從網線到網絡設備

1.抑制噪音的雙絞線
(1)通過兩根信號線的纏繞抵消外源性噪音。
(2)通過改變節距抑制內源性噪音。
**解釋:**局域網使用的網線是雙絞線,雙絞線的意思是兩根信號線像麻花一樣擰在一起,使某些地方的正信號線距離近,某些地方的負信號線距離近,正負信號產生的噪聲是相反的,減少了噪音。

2.交換機的包轉發操作以及MAC地址表的維護

  • 交換機根據MAC地址表查找MAC地址,然後將信號發送到相應端口(網線接口和後面的電路部分加在一起稱爲一個端口)。
  • 解釋:交換機內部會有一張MAC地址和網線端口的對應表,當接收到包時,會將相應的端口號碼和發送方MAC地址寫入表中,則可根據地址判斷出該設備連接在哪個端口上。
  • 交換機是無視接收方MAC地址的,會將所有的包都接收下來並存放到緩衝區中,因此,和網卡不同的是,交換機的端口不具有MAC地址。
  • MAC地址表的維護:
    (1)只要某個設備發過網絡包,都會記錄到表中。
    (2)刪除一段時間不使用的過時記錄保證移動後的設備在端口號改變的情況下正常傳輸。但這種可能會有延遲,需要重啓一下交換機,會自動更新,就OK了。
  • 特殊操作:
    (1)交換機發現目標端口號和源端口號是同一個的話,就會丟棄該包,防止計算機接收到的數據包相同,無法通信。
    (2)MAC地址表中沒有當前MAC地址,交換機就會發送至除源端口外的所有端口,只有相應接收者纔會接收,其他設備會自動忽略。

3.廣播地址
廣播地址是一種特殊的地址,將廣播地址設置爲接收方時,包會發送給網絡中的所有設備。MAC地址中的FF:FF:FF:FF:FF:FF和IP地址中的255.255.255.255都是廣播地址。

4.路由器的組成
由包轉發模塊和端口模塊組成,包轉發模塊通過路由表查詢,用來判斷包的轉發目的地,端口模塊負責包的收發操作。

5、包的有效期
TTL(Time to live)生存時間表示包的有效期,包每經過一個路由器
轉發,值就會減少1,當值爲0的時候,就表示超過了有效期,該包就會被丟棄。

6.路由器和交換機的功能
純粹的路由器和純粹的交換機之間就等同於IP和以太網之間的關係,路由器將包的傳輸工作交給交換機來進行。但是一般家用的路由器內置交換機。

7.路由器的附加功能
(1)地址轉換

  • 地址轉換基本原理:在轉發網絡包時對IP頭部中的IP地址和端口號進行改寫將私有地址及其端口號改成公有地址及空閒端口號。
  • 在對外只能有一個公有地址的情況下,可以用不同端口號來區別內網中的不同終端。
    (2)包過濾
    包過濾原理:在包進行轉發時,根據MAC頭部、IP頭部、TCP頭部的內容,決定是否轉發這個包還是丟棄這個包。

8.私有地址的範圍
私有地址是有範圍的,僅限以下,都屬於公有地址還沒分配的範圍。
10.0.0.0~10.255.255.255
172.16.0.0~172.31.255.255
192.168.0.0~192.168.255.255
問題:使用私有地址會節省一部分地址,但是公司內網不是完全獨立的,是通過互聯網和其他公司相連接,所以內網和互聯網之間傳包時,很多地方IP都一樣,就無法正確傳輸了。
解決辦法:將公司內網分爲兩部分:對互聯網開放的服務器和公司內部設備,當與互聯網連接時就用分配公有地地址,內部設備不分配私有地址,不能和互聯網直接收發網絡包,而是通過地址轉換進行連接(地址轉換是在路由器中進行的)

以下爲注意內容:
(1)交換電路是交換機的原型。”交換機“來源於”交換電路。
(2)如果網絡包中的數量很少,不會出現等待其他傳輸結束的情況,那麼全雙工和半雙工模式的速度是一樣的。
(3)在以太網中,當沒有數據傳輸的時候,網絡中會填充一種被稱爲連接脈衝的脈衝信號,這使得網絡中一直都有一定的信號流過,從而檢測對方是否正常工作。
(4)路由器是基於IP設計的,交換機是基於以太網設計的,路由器的每個端口都具有MAC地址和IP地址。
(5)通過分片功能拆分大網絡包。
(6)IP本身不負責包的傳輸,而是委託各種通信技術將包傳輸到下一個路由器。這也是IP的最大特點。
(7)路由器中子網掩碼爲0.0.0.0的記錄表示默認路由。

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