以太网和交换机

1.以太网MAC地址

作用：

用来识别一个以太网上的某个单独的设备或一组设备

组成：

前24比特为供应商标识后24比特为供应商对网卡的唯一编号

2.以太网数据帧

组成：

数据帧依次以前导码起始定界符目的地址源地址类型数据帧校验序列组成

3.交换机

工作原理：

基于MAC地址的转发

转发原理：

（例子：已知ABC三台主机要通讯且相连在同一交换机上，A发送数据帧包含B的目标地址到交换机，交换机学习A的源目标地址并记录端口，并进行广播给BC，B选择回应，记录B的MAC地址和端口）

以太网接口工作模式：

（1）单工：两个设备进行通信，一个设备发另一个只能接收

（2）半双工：两个设备通讯，两个都可以发送和接收但是不能同时进行

（3）全双工:两个设备通讯，可以同时进行接收与发送

命令行层次关系:

4.以太网IP数据包

ip数据包格式:

(1).版本：就是看协议版本如ipv4就是版本，通讯双方必须得版本一致

(2).首部长度：ip包头长度

(3).优先级与服务类型：确定数据包的优先级，那个优先送，用于实现QOS（服务质量）的要求

(4).总长度：ip数据的总长度,包括版本首部长度和优先级与服务类型和数据（方便统计和卡死65535字节多了分割下一个）

(5).标识符：数据分片后打上标记，以便接收节点可以重组被分片的数据包

(6).标志：相当于包工头，和标识符一起传输来看最后一个分片是否发出

(7).段偏移量：在分片序列中将各个分片串接起来，并根据打的标签将数据连接起来

(8).TTL：生命周期字段，设定好生命周期，每经过一次三层网络设备就失去一次直到为0就消失

(9).协议号：可以看出封装上层那个协议ICMP:1 TCP:6 UDP:17

(10).首部校验和:只检查数据包的头部，不包括数据，应为没经过一次路由器就会重新计算这个选项（比如每经过一次路由器TTL 就会减少然后就要重新计算，或者是确定标识符有没有乱有没有缺）

ARP协议:

(1).什么是ARP协议:

ARP协议是地址解析协议，通过解析ip地址得到MAC地址

(2).ARP协议作用:

数据链路层主要是靠MAC地址寻址，所以需要网络层将ip数据库包解析成MAC地址

(3).ARP协议工作原理

(例子：A要发送信息给C，A需要发送一个数据包里面源地址是A的IP和MAC，目标地址则是C的IP和MAC，但是C的MAC地址不知道所以在区域内广播，B收到广播发现目标IP不是自己就直接丢弃，C发现Ip地址是自己就会把自己的ip填进去回复A，A就会把MAC地址和对应的IP放进缓存表中)

5.TCP/UDP

TCP：

(1)什么是TCP：

名称：传输控制协议

特性：面向连接的网络协议，是指通讯双方在通讯之前先要建立连接，且有重传机制，数据未发送成功将重新传输，而且每一个 TCP协议都有发送缓存和接收缓存，用来临时存储数据

(2)TCP报文段：

(1).源端口号：发送方进程的端口号

(2).目标端口号:接收端进程的端口号，接收端根据端口号将数据发送给那个应用程序进程

（3).序号:发送端为每个字节进行编号，便于接收的时候进行正确的重组，且有的时候数据丢失的话可以通过编号能知道是否丢失，接收端接收数据时会放入缓存中方便调用

(4).确认号:接收端响应消息时会用它告诉发送端他的数据全部发送完毕

(5).首部长度:
它指出TCP报文段的数据起始处距离TCP报文段的起始处有多远。这个字段实际上是指出 TCP报文段的首部长度。由于首部中还有长度不确定的选项字段，所以首部长度是变化的
(6).保留:平时不用，留着做冗余的

(7).URG: 紧急位，当URG=1时，告诉接收端有紧急数据

(8).ACK：确认位，ACK=1时表示接收端收到了数据

(9).PSH：急迫位，当PSH=1时要求接收端尽快送达至应用层（加急！就如果数据传送到接收端，本应该将缓存存满再读，加急之后存多少读多少）

(10).RST：重置位，当RST=1时将重新建立TCP连接

(11).SYN：同步（连接）位，发送连接请求是SYN=1

(12).FIN：断开位，当TCP完成数据传输时，提出需要断开的一方FIN=1

(13).窗口大小：说明本地可接收数据段的数目，网络通畅时接收端响应消息会将这个值变大，网络环境不好时，减少值保证数据可靠传输（流量控制机制）

(14).校验和：差错校验。检查范围包括首部和数据这两个部分。数据段在发送和接收时都会进行校验和计算，两次校验一致时表明数据正确，如果不一致时就会丢弃

(15).紧急指针：配合URG使用，指具体紧急位置

(16).选项：在TCP首部可以有40字节的可选信息

(3)三次握手四次挥手

三次握手（建立连接）：

1.Seq：序列号

2.SYN：连接位

3.ACK:确认位

4.Ack：确认号

（流程：pc1向pc2请求建立连接所以发送SYN报文，里面包含着sep（pc1序列号）=x（随机）和确认连接位SYN=1(请求连接pc2)，pc2接收到请求（ACK=1）并请求连接（SYN=1）所以pc发送SYN+ACK报文，里面包含seq（pc2序列号）=y（随机）和ACK=1(确认收到pc1发的请求)和SYN=1（请求连接pc1）以及Ack=x+1（pc1的seq+1，表示收到），pc1收到后发送ACK报文，里面包含着ACK=1（确认收到pc2的请求）和Ack=y+1（pc2的seq+1）以及Seq序列号x+1（客户端序号为1））

四次挥手（断开连接）：

1.FIN:断开位

2.ACK:确认位

（流程：pc1要和pc2断开连接，首先pc1发送FIN/ACK报文里面包括FIN=1(断开位请求)和ACK=1(确认位请求)，pc2接收到报文先回复ACK=1(确认收到pc1的请求)，然后进入半断开过程（比如pc2有些传输任务没传完，等全部传完了），后面再发送FIN/ACK报文给pc1，里面包含着ACK=1（确认收到上一条消息）和FIN=1（断开位请求），pc1收到后回复ACK报文里面包含ACK=1（确认收到pc2的断开请求）。