滦平住房和城乡建设厅网站二级网站建设 管理思路

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滦平住房和城乡建设厅网站,二级网站建设 管理思路,什么是网络营销的重要组成部分,爱射影院网站建设中目录 一. 数据链路层概述 二. 以太网 2.1 以太网的概念 2.2 以太网数据帧 2.3 对于MAC地址的认识 2.4 数据碰撞问题 三. MTU和MSS 3.1 什么是MTU 3.2 MTU对UDP的影响 3.3 MTU对TCP的影响#xff08;MSS的概念#xff09; 四. ARP协议 4.1 ARP协议的作用 4.2 ARP数…目录 一. 数据链路层概述 二. 以太网 2.1 以太网的概念 2.2 以太网数据帧 2.3 对于MAC地址的认识 2.4 数据碰撞问题 三. MTU和MSS 3.1 什么是MTU 3.2 MTU对UDP的影响 3.3 MTU对TCP的影响MSS的概念 四. ARP协议 4.1 ARP协议的作用 4.2 ARP数据报 4.3 ARP协议工作流程 五. 总结 一. 数据链路层概述 数据链路层在是计算机网络通信中TCP/IP五层模型的倒数第二层TCP/IP五层模型从上层到下层分别为应用层、传输层、网络层、数据链路层和物理层。 数据链路层的基本功能为负责设备之间数据帧的交换和识别进行数据帧同步、冲突检测、数据校验等工作遵循以太网、令牌环网、无线LAN等标准。工作在数据链路层的典型设备是交换机。数据链路层通过交换报文实现将数据发送和接收到特定得网络设备中去。 图1.1 TCP/IP五层模型与计算机体系结构的对应关系 二. 以太网 2.1 以太网的概念 以太网不是一种具体的网络而是一种技术标准涉及数据链路层和物理层。其规定了网络拓扑结构、访问方式和传输速率等。以太网必须用到双绞线也就是我们常说的网线。以太网是应用最广泛的网络标准与之并列的还有令牌环网、无线LAN等。 2.2 以太网数据帧 以太网数据帧包含三部分内容报头、有效数据、CRC校验码。其中数据是指的网络层封装的IP报文数据IP报头数据而以太网帧报头中的源地址和目的地址是数据链路层的MAC地址以太网地址这是个6字节数据区别于4字节IP地址。 以太网数据帧报头位14bytes定长报头进行解包时直接拿掉头部的14bytes即可。报头中的目的地址和源地址为MAC地址用于在数据链路层标识主机的唯一性与网络层的IP地址并不相同。这样做的目的是为了在数据链路层和网络层实现解耦。两位类型有3种0800表示IP数据、0806表示ARP请求或应答、0835表示RARP请求或应答。 图2.1 以太网数据帧格式 2.3 对于MAC地址的认识 IP地址用于在网络中表示主机的唯一性MAC地址用于在数据链路层标识网络设备的唯一性。 如图2.2所示假设在局域网中有 主机A ~ 主机E假设主机A要给主机D发送数据那么主机A会将数据封装好以太网帧报头后放到当前所处的局域网中当前局域网中的主机A~E都可以看到刚才主机A发送的数据。 当主机从网络中接收到一个MAC帧报文时会从报头中提取出目的MAC地址并在数据链路层与自身的MAC地址进行比较如果相同就向网络层交付不同就直接丢弃。以图2.2为例假设 主机A~主机E 的MAC地址为 MAC_A ~ MAC_E 那么主机A向主机E发送数据时以太网帧报头中的源地址和目的地址分别为MAC_A和MAC_D这样虽然主机B、C、D能够看到数据帧但是对比MAC地址不匹配后直接丢弃数据。 图2.2 数据转发 2.4 数据碰撞问题 在同一个局域网中如果两台主机同时发送数据那么它们发送的数据可能会在局域网中发生碰撞而如果数据之间发生了碰撞那么数据就无效了需要被丢弃重发。发送数据的主机是能够识别到碰撞的如果识别到了碰撞就要执行碰撞避免算法。 碰撞避免算法发送数据的主机休眠随机时间后重发数据。 一个局域网中如果主机数量过多那么有两台主机同时发送数据的可能性就会大大增加这样会导致发送数据碰撞、重新发送数据的可能性大增从而导致网络拥塞。 为了让一个局域网中能够容纳更多的主机并且能够保证网络不过度拥塞交换机作为一种将局域网划分为多个子网的设备被引入进来。 如图2.3所示交换机将路由器组成的局域网划分为两个子网其中主机A、B、C位于一个子网主机D、E位于另一个子网假设主机A要给主机D发送数据同时主机B也向局域网中发送了数据那么数据就会在AB所在的子网内生碰撞交换机能够检查出碰撞就不会将数据再向主机D、E发送了这样就大大降低了数据发生碰撞所带来的影响。 如图2.4所示假设主机A要给主机C发送数据这就相当于是局域网内部通信当交换机发现数据已经被主机C读走了就不会继续向主机D、E发送了这样就有效降低了局域网的负载。 图2.3 交换机降低数据碰撞影响的原理 图2.4 交换机降低网络负载的原理 三. MTU和MSS 3.1 什么是MTU MTU就是数据链路层单次传输数据大小的限制这是由数据链路层的硬件条件所限制的。不同的数据链路层MTU的大小不同在以太网中MTU大小为1500bytes。 MTU数据数据链路层如果上层的IP报文过大那么就需要进行分片这样数据链路层才可以对报文进行转发。如果IP报文太小小于46bytes那么就需要对报文进行填充这样才可以转发。 图3.1 IP报文分片 对于MTU我们有以下几点理解 在以太网中MTU为1500bytes以太网一次可以发送的报文数据大小位于46bytes~1500bytes之间对于ARP和PARP报文由于其长度不足46bytes因此要进行填充。如果网络层IP报文过长超过MTU那么就要对IP报文进行分片处理但这会大大增加丢包的概率因此分片是一种不推荐的行为。在不同的数据链路层中MTU的长度是不同的。 3.2 MTU对UDP的影响 MTU的大小会限制单条报文最大的长度UDP协议全程用户数据报协议面向数据报一条报文不能被拆分为多个即发送与接收是一一对应的。 UDP协议没有可靠性保证机制如果数据在网络传输的过程中发生了丢包那么对端主机就永远不会接收到这条报文了。那么如果一个UDP报文携带了太多的数据超过1472bytes1500 - 20字节IP报头  8字节UDP报头那么这条UDP报文中的数据就要在网络层被分片这样就增加了丢包的概率从而进一步降低UDP协议的可靠性。因此使用UDP协议进行数据传输时要额外注意控制单条报文的大小尽可能的避免分片情况。 3.3 MTU对TCP的影响MSS的概念 单个TCP报文可以传输的有效数据大小受制于MTU而TCP报文中能够传输的有效数据的最大值称为MSS我们可以认为MSS MTU - IP报头长度 - TCP报头长度。在通信双方三次握手建立链接时通信双方会协商MSS会取通信双方设备中较小的MSS为通信所使用的MSSMSS会被写入到TCP报头中位于TCP报头的选项字段中。最理想情况下MSS是IP报文不会被分片的、TCP报文中可以携带有效数据的最大长度。 图3.2 MTU和MSS的关系 通过ifconfig指令可以查看当前设备的MAC地址和MTU见图3.3。 通过ifconfig指令查看设备的MAC地址和MTU 四. ARP协议 4.1 ARP协议的作用 当我们希望与另一台主机进行通信时我们可以知道对端的IP地址但是难以得知其MAC地址ARP请求/响应就是用于获取并缓存目的主机的MAC地址的。 ARP协议可用于在主机内部建立IP地址与MAC地址的映射关系。当主机ARP请求/应答获取某台主机的MAC地址后会缓存 IP地址-MAC地址 的映射关系并维持一段时间之后一段时间再向这台主机发送消息就不用ARP获取MAC地址了。 指令arp -a获取当前主机内部缓存的IP和MAC地址之间的映射关系。 图4.1 arp -a查看当前主机中缓存的IP地址与MAC地址映射关系 4.2 ARP数据报 在ARP应答/请求报文格式如图4.2所示其中每部分的含义为 报头 源MAC地址发送报文的主机MAC地址。目的MAC地址接收报文的主机MAC地址ARP请求填FF…FFF表示广播地址。帧类型该MAC帧携带的数据时IP报文、ARP请求或ARPA请求。 数据 硬件类型指数据链路层网络类型表明是以太网、令牌环网还是无线WAN1表示以太网。协议类型指明要转换的类型一般设置为0x0800表示IP地址。硬件地址长度一般为MAC地址的长度填6字节。协议地址长度一般为IP地址的长度填4字节。op操作方式1表示ARP请求2表示ARP应答。 图4.2 ARP协议报文格式 4.3 ARP协议工作流程 在两台主机正式进行通信之前发送数据的主机要通过ARP请求获取目的主机的MAC地址并缓存目的主机的IP地址和MAC地址之间的映射关系 发送端主机向局域网中发送ARP请求其中目的MAC地址填写FF…FFF表示广播地址目的IP地址就是接收数据的主机的IP地址。由于目的MAC地址是广播地址所有的主机都会收到ARP请求报文并向上交付到ARP层对比目的IP和当前主机的IP如果不匹配那么就直接丢弃报文如果匹配那就向局域网中发送ARP响应报文。ARP请求报文中会携带发送端主机的MAC地址因此接收端主机在发送ARP响应报文的时候会将目的MAC地址填写为发送端主机的MAC地址这样发送端主机在收到响应报文后就可以得知目的主机的ARP地址。发送端主机会将目的主机的 IP地址与MAC地址的映射关系缓存起来以避免每次通信之前都进行ARP请求和响应提高通信效率。 图4.3 ARP协议的工作流程 五. 总结 数据链路层负责设备之间数据帧的交换和识别进行数据帧同步、冲突检测、数据校验等工作遵循以太网、令牌环网、无线LAN等标准。以太网不是一种具体的网络而是一种网络技术标准。MAC地址是在数据链路层用于标识主机唯一性的地址区别于网络层的IP地址。在局域网中如果有多台主机同时发送数据则有可能发生数据碰撞通过交换机可以降低数据碰撞所带来的影响。MTU是数据链路层一次转发数据量的最大值MSS是TCP协议在不被分片的情况下一次最多发送的数据量。UDP协议不保证传输的可靠性分片会大大提高丢包的概率。ARP协议是在两台主机正式通信之前确定对端MAC地址的协议。