計算機網路四種幀介紹,廣播幀、未知幀、同網幀、異網幀

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這是我參與11月更文挑戰的第2天,活動詳情檢視:2021最後一次更文挑戰

前言:

  • (1)網上這一部分總結感覺比較少,或者說找起來不是很好找。
  • (2)然後又因為自己之前在驗收的時候腦袋突然就空白了。不知道啥是啥,最後還是讓別的同學講了,真的是尷尬死了。
  • (3)然後就下決心將這個總結一下,可能也不是很準確,但入門來說足夠了。
  • (4)若有問題,歡迎指出,若覺得對你也有所幫助,請點贊支援,我會繼續努力的。

正文

未知幀和廣播幀的異同

  • 未知幀:
  • 第一,Switch的轉發表中沒有該幀的目的Mac地址
  • 第二,DEST ADDR(目的地址)不是全F(十六進位制數)
  • 廣播幀:我們把目標地址為全F的幀叫做廣播幀,對應成二進位制數字就是全為1
  • 注:一位十六進位制數字對應4位二進位制數
  • ARP包就是一個廣播幀
  • ARP(地址解析協議)
  • 百度百科解釋:在這裡插入圖片描述

自己對ARP協議的理解

  • 看到這個可能有點不好理解,我來解釋一下:
  • 比方說我們要向一個主機發送一個包,那我們肯定知道源和目的的IP地址,ARP的作用就是將目的IP的Mac地址找到並返回,之後才能傳送我們想要傳送的包。
  • 問:那為什麼要找Mac地址呢,有IP不就夠了嗎?(敲黑板)
  • 答:我們常說的知道某一個IP地址後也就是知道了它,但是實際上,我們知道的是Mac地址,這個轉化的過程就是由ARP協議幫我們操作的,所以如果我們不深入的瞭解,那我們就是認為是知道IP就知道了這個裝置的位置。在這裡插入圖片描述

  • 網路通電之後我們要發包首先發送的就是ARP包,它的作用就是學習地址,比方說我們從主機pc3->主機pc4發一個ICMP包,從圖中我們可以看出ARP包會先於我們自定的ICMP包之前發,從上邊圖我們可以知道,ARP是一個廣播幀。image.png

發包的詳細過程

我們點單步執行,也就是點一下進行一步 在這裡插入圖片描述

  • 1.ARP包先發送image.png

  • 2.ARP包到達集線器(Hub)

    Hub的特性:簡要概述:就是不管是什麼幀,只要你來我就統統廣播,如果還是不理解,你可以把他理解成廣播站,不管是什麼他都會廣播,因為他是廣播站啊!效果如下:image.png * 3.該幀到達交換機(Switch),那麼Switch將會學習該幀的源地址並且轉發該幀。 * 因為該幀是一個廣播幀所以交換機(Switch)會將幀廣播出去。

    Switch的特性:丟棄同網幀、轉發異網幀、廣播廣播幀、廣播未知幀 * 注: * 1.這裡再說一下什麼是未知幀(因為比較重要)? * 未知幀有兩個條件: * 第一,Switch的轉發表中沒有該幀的目的Mac地址 * 第二,DEST ADDR(目的地址)不是全F(十六進位制數) * 2.這裡的同網異網說的是一個包的來源埠去往埠是不是一樣的(這裡的埠說的是交換機上的),一樣的話,那麼就認為是同網,則丟棄。 * 檢視轉發表:

    在這裡插入圖片描述

    • 整體展示: image.png
  • :仔細看上圖,你發現了什麼呢?

  • :你會發現左邊部分主機上的包上邊有(X)叉號,這又是為什麼呢?是包出錯了?
  • 其實不然,
  • 這是ARP協議的工作工程: 當發現IP地址不是自己所要找的目標地址,那麼就會將該包丟棄(換句話說就是不是自己想要的,那麼我就直接扔了,不管了)。對於匹配成功的,則會返回ARP包並把自己的Mac地址寫到返回的包中。
  • 如下圖:image.png
  • 4.Hub廣播從pc4傳送的包。
  • 當包到達交換機時,交換機學習源地址並且轉發該幀,因為他們可以認為是連線在同一個埠上(交換機上的),根據Switch的特性,那麼將丟棄同網幀
  • 檢視轉發表(確實是同一個埠上的):

    在這裡插入圖片描述

  • 同時,該包也傳送到了傳送ARP包的pc3主機上,至此,主機pc3就知道了主機pc4的Mac地址,也就是知道了他在那裡,現在就可以正常發包啦!

    整體展示:image.png * 5.傳送ICMP包image.png

  • 6.Hub廣播該幀(前邊已經介紹過Hub,這裡不再做贅述)

    直接上圖: image.png

  • 7.收到後傳送響應:

    直接上圖:image.png

  • 8.完成

    image.png

上邊發包內容的小結

  • 總結:上邊講解了哪些呢?
  • 對於交換機我們演示了:學習源地址、丟棄同網幀、廣播廣播幀(ARP使我們舉的例子)
  • 對於Hub:我們瞭解了Hub的工作過程,不管是誰,都需要廣播,(管他是神還是魔,都要一視同仁,平等對待,哈哈哈這裡說這句話就是想幫助大家能更好的理解)
  • 接下來,我們來學習轉發異網幀廣播未知幀

    注:這兩種都是對Switch來講的,Hub到此就講完啦!

    接著講解,堅持就是勝利,加油!!!

    • 一.轉發異網幀
    • 1.我們從主機pc3->主機pc5發包,按照上邊講的一樣,先要傳送ARP包,知道目的主機的Mac地址是多少。 在這裡插入圖片描述
  • 2.主機pc5返回一個ARP包,其中包含著自己的Mac地址,當該包到達交換機的時候(敲黑板),Switch學習源地址,並把該包轉發出去(重點:轉發的話先查表,一查,發現來源埠和去往埠是不一樣的,那麼這個就叫做轉發異網幀)

  • 如下圖所示:
  • 該包到達交換機(學習源地址):在這裡插入圖片描述

  • 整體展示:image.png

  • 3.至此,知道了目的主機的Mac地址,可以發包啦,上邊已有發包過程,就不寫啦(偷個懶)!!!image.png

  • 二、廣播未知幀 未知幀(再囉嗦一遍)

  • Switch的轉發表中沒有該幀的目的Mac地址
  • 並且目標地址(DEST ADDR)不是全F(對應二進位制就是全1)
  • 1.還是舉主機pc3->主機pc4發包
  • 上邊我們已經知道,主機pc3->pc4主機可以正常發包了
  • 而且轉發表中也已經記錄了主機pc3和主機pc4
  • 如下圖:

    在這裡插入圖片描述

  • 現在我們清空轉發表,有兩種情況

  • 第一種是直接重啟轉發表.但是不建議使用這個.所以具體的我就不講啦!若你想學怎樣操作的話.可以下方留言
  • 第二種是命令列操作
  • 如下,若有問題,歡迎下方留言。image.png

  • 轉發表狀態:現在什麼都沒有

    在這裡插入圖片描述

  • 1.現在我們讓主機pc3->主機pc4發包,我們發一個ICMP的包image.png

  • 2.到達Switch和主機pc4image.png

  • 3.主機pc4返回一個響應,Switch會將該幀廣播出去,該幀是一個未知幀,轉發表中沒有,並且目的地址不是全F(十六進位制,符合未知幀的條件)

    該幀資訊如下: image.png

    整體展示:image.png * 4.丟棄不需要的包,返回需要的包image.png

    結語

    • 到此,演示完畢,若對你有所幫助,歡迎點贊支援
    • 這個東西今天做了能有一整天。
    • 你的支援是我堅持下去的動力。
    • 注:若有不對的地方,歡迎留言提出,我們共同進步,謝謝!