网络基础

1. 基础

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1. 交换机，集线器，路由器的区别

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集线器(hub)

集线器实际就是一种多端口的中继器。集线器一般有4、8、16、24、32等数量的RJ45接口。中继器的功能是将信号线中衰减的信号重新生成完整的信号。集线器本身不能识别目的地址，当同一局域网内的A主机给B主机传输数据时，数据包在以集线器为架构的网络上是以广播方式传输的，由每一台终端通过验证数据包头的（MAC）地址信息来确定是否接收。

集线器，它仅仅是无脑将电信号转发到所有出口（广播），不做任何处理，因此定义在物理层。集线器会讲数据发送给所有的出口设备，效率低下且不安全。

交换机(switch)

交换机内部维护了端口到MAC地址的映射。收到数据包后，会根据目标MAC地址将数据包转发至对应端口上。目的MAC若不存在，交换机才广播到所有的端口，接收端口回应后交换机会“学习”新的地址，并把它添加入内部地址表中。

交换机位于数据链路层，交换机内部维护一张 MAC 地址表，记录着每一个 MAC 地址的设备，连接在其哪一个端口上。

可以通过将多个交换机连接到一起，构建一个小型的网络。每个交换机中维护端口与MAC地址映射的表。

路由器

路由器的每个端口都具有独立的MAC地址，因此可以成为数据链路层的发送者和接收者。路由算法可以找到下一跳路由器，继而重复上述任务直到找到接收者ip。

路由器位于网络层，每个端口都具有独立的MAC地址，可以做数据的转发。

数据包格式：

• 子网：位于同一交换机下的设备，数据包可以通过交换机发送，而不需要路由器的参与。

• 子网掩码：将源 IP 与目的 IP 分别同这个子网掩码进行与运算，相等则是在一个子网，不相等就是在不同子网。ip地址192.168.0.1，子网掩码为255.255.255.0，可可以表示为192.168.0.1/24。前24bit相同的ip位于同一个子网中。

• 默认网关：即路由器的ip地址，设备以便在发给不同子网的机器时，发给默认网关的IP 地址，交由路由器转发数据包。

ARP协议

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发送数据包的数据链路层需要知道 目标机器的MAC 地址，而实际上只知道目标的ip地址。

ARP协议用于实现从 IP 地址到 MAC 地址的映射，即询问目标 IP 对应的 MAC 地址 的一种协议。