计算机网络四种帧介绍,广播帧、未知帧、同网帧、异网帧

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这是我参与11月更文挑战的第2天,活动详情查看:2021最后一次更文挑战

前言:

  • (1)网上这一部分总结感觉比较少,或者说找起来不是很好找。
  • (2)然后又因为自己之前在验收的时候脑袋突然就空白了。不知道啥是啥,最后还是让别的同学讲了,真的是尴尬死了。
  • (3)然后就下决心将这个总结一下,可能也不是很准确,但入门来说足够了。
  • (4)若有问题,欢迎指出,若觉得对你也有所帮助,请点赞支持,我会继续努力的。

正文

未知帧和广播帧的异同

  • 未知帧:
  • 第一,Switch的转发表中没有该帧的目的Mac地址
  • 第二,DEST ADDR(目的地址)不是全F(十六进制数)
  • 广播帧:我们把目标地址为全F的帧叫做广播帧,对应成二进制数字就是全为1
  • 注:一位十六进制数字对应4位二进制数
  • ARP包就是一个广播帧
  • ARP(地址解析协议)
  • 百度百科解释:在这里插入图片描述

自己对ARP协议的理解

  • 看到这个可能有点不好理解,我来解释一下:
  • 比方说我们要向一个主机发送一个包,那我们肯定知道源和目的的IP地址,ARP的作用就是将目的IP的Mac地址找到并返回,之后才能发送我们想要发送的包。
  • 问:那为什么要找Mac地址呢,有IP不就够了吗?(敲黑板)
  • 答:我们常说的知道某一个IP地址后也就是知道了它,但是实际上,我们知道的是Mac地址,这个转化的过程就是由ARP协议帮我们操作的,所以如果我们不深入的了解,那我们就是认为是知道IP就知道了这个设备的位置。在这里插入图片描述

  • 网络通电之后我们要发包首先发送的就是ARP包,它的作用就是学习地址,比方说我们从主机pc3->主机pc4发一个ICMP包,从图中我们可以看出ARP包会先于我们自定的ICMP包之前发,从上边图我们可以知道,ARP是一个广播帧。image.png

发包的详细过程

我们点单步运行,也就是点一下进行一步 在这里插入图片描述

  • 1.ARP包先发送image.png

  • 2.ARP包到达集线器(Hub)

    Hub的特性:简要概述:就是不管是什么帧,只要你来我就统统广播,如果还是不理解,你可以把他理解成广播站,不管是什么他都会广播,因为他是广播站啊!效果如下:image.png * 3.该帧到达交换机(Switch),那么Switch将会学习该帧的源地址并且转发该帧。 * 因为该帧是一个广播帧所以交换机(Switch)会将帧广播出去。

    Switch的特性:丢弃同网帧、转发异网帧、广播广播帧、广播未知帧 * 注: * 1.这里再说一下什么是未知帧(因为比较重要)? * 未知帧有两个条件: * 第一,Switch的转发表中没有该帧的目的Mac地址 * 第二,DEST ADDR(目的地址)不是全F(十六进制数) * 2.这里的同网异网说的是一个包的来源端口去往端口是不是一样的(这里的端口说的是交换机上的),一样的话,那么就认为是同网,则丢弃。 * 查看转发表:

    在这里插入图片描述

    • 整体展示: image.png
  • :仔细看上图,你发现了什么呢?

  • :你会发现左边部分主机上的包上边有(X)叉号,这又是为什么呢?是包出错了?
  • 其实不然,
  • 这是ARP协议的工作工程: 当发现IP地址不是自己所要找的目标地址,那么就会将该包丢弃(换句话说就是不是自己想要的,那么我就直接扔了,不管了)。对于匹配成功的,则会返回ARP包并把自己的Mac地址写到返回的包中。
  • 如下图:image.png
  • 4.Hub广播从pc4发送的包。
  • 当包到达交换机时,交换机学习源地址并且转发该帧,因为他们可以认为是连接在同一个端口上(交换机上的),根据Switch的特性,那么将丢弃同网帧
  • 查看转发表(确实是同一个端口上的):

    在这里插入图片描述

  • 同时,该包也传送到了发送ARP包的pc3主机上,至此,主机pc3就知道了主机pc4的Mac地址,也就是知道了他在那里,现在就可以正常发包啦!

    整体展示:image.png * 5.发送ICMP包image.png

  • 6.Hub广播该帧(前边已经介绍过Hub,这里不再做赘述)

    直接上图: image.png

  • 7.收到后发送响应:

    直接上图:image.png

  • 8.完成

    image.png

上边发包内容的小结

  • 总结:上边讲解了哪些呢?
  • 对于交换机我们演示了:学习源地址、丢弃同网帧、广播广播帧(ARP使我们举的例子)
  • 对于Hub:我们了解了Hub的工作过程,不管是谁,都需要广播,(管他是神还是魔,都要一视同仁,平等对待,哈哈哈这里说这句话就是想帮助大家能更好的理解)
  • 接下来,我们来学习转发异网帧广播未知帧

    注:这两种都是对Switch来讲的,Hub到此就讲完啦!

    接着讲解,坚持就是胜利,加油!!!

    • 一.转发异网帧
    • 1.我们从主机pc3->主机pc5发包,按照上边讲的一样,先要发送ARP包,知道目的主机的Mac地址是多少。 在这里插入图片描述
  • 2.主机pc5返回一个ARP包,其中包含着自己的Mac地址,当该包到达交换机的时候(敲黑板),Switch学习源地址,并把该包转发出去(重点:转发的话先查表,一查,发现来源端口和去往端口是不一样的,那么这个就叫做转发异网帧)

  • 如下图所示:
  • 该包到达交换机(学习源地址):在这里插入图片描述

  • 整体展示:image.png

  • 3.至此,知道了目的主机的Mac地址,可以发包啦,上边已有发包过程,就不写啦(偷个懒)!!!image.png

  • 二、广播未知帧 未知帧(再啰嗦一遍)

  • Switch的转发表中没有该帧的目的Mac地址
  • 并且目标地址(DEST ADDR)不是全F(对应二进制就是全1)
  • 1.还是举主机pc3->主机pc4发包
  • 上边我们已经知道,主机pc3->pc4主机可以正常发包了
  • 而且转发表中也已经记录了主机pc3和主机pc4
  • 如下图:

    在这里插入图片描述

  • 现在我们清空转发表,有两种情况

  • 第一种是直接重启转发表.但是不建议使用这个.所以具体的我就不讲啦!若你想学怎样操作的话.可以下方留言
  • 第二种是命令行操作
  • 如下,若有问题,欢迎下方留言。image.png

  • 转发表状态:现在什么都没有

    在这里插入图片描述

  • 1.现在我们让主机pc3->主机pc4发包,我们发一个ICMP的包image.png

  • 2.到达Switch和主机pc4image.png

  • 3.主机pc4返回一个响应,Switch会将该帧广播出去,该帧是一个未知帧,转发表中没有,并且目的地址不是全F(十六进制,符合未知帧的条件)

    该帧信息如下: image.png

    整体展示:image.png * 4.丢弃不需要的包,返回需要的包image.png

    结语

    • 到此,演示完毕,若对你有所帮助,欢迎点赞支持
    • 这个东西今天做了能有一整天。
    • 你的支持是我坚持下去的动力。
    • 注:若有不对的地方,欢迎留言提出,我们共同进步,谢谢!