知识补充及网络传输-9.16

一、补充知识点

1、单工、半双工、全双工概念

• 单工：只能输入或者输出（单方向）（光纤，两条光纤实现数据通信）
• 半双工：能收也能发，但是收的时候不能发，发的时候不能收（集线器、对讲机）
• 全双工：既能收也能发，可以同时收发数据（交换机、电话）

2、网络传输介质需要遵循的协议

(1)、逻辑协议

• 网络协议：OSI（七层）、TCP/IP（四层）、IPX/SPX、局域网协议、广域网协议等

  三层以下的协议（路由器、交换机、集线器等组成）叫局域网协议，支持双绞线、同轴电缆、光纤等

  • 局域网：以太网协议（MAC地址）、令牌环网（FDDI）

• 广域网协议支持串行电缆

  • 广域网：PPP（拨号上网）、PPPoe（广域网结合局域网）、帧中继、ATM

(2)、物理协议

• 物理层（网卡样式）、局域网线缆、广域网线缆等

3、MAC地址介绍

• 以太网内计算机的唯一标识MAC地址（身份标识），高权威组织来规范
• MAC（Media Access Control，介质访问控制）地址，也叫硬件地址，烧录地址，出场就有，每台设备不一样
• 48bits：前24bits由国际组织来定义，后24bits由生产商自定义。

4、带宽

通过模拟信号或者数字信号传递

• 模拟信号通常在主干线路
• 数字信号通常在终端部分

描述网络速率，单位为bps、Kbps、Mbps、Gbps

bit/s、Kbit/s、Mbit/s、Gbit/s

单位时间通过的比特流的数量，而不是字节（Byte）的数量

bit的单位换算为1000，Byte的换算单位为1024

1bps=0.125B/s

1bps	1Kbps	1Mbps	1Gbps
0.125B/s	0.122KB/s	0.119MB/s	0.116GB/s

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二、网络传输介质

目的：传递电信号或者光信号

必须遵循一定的协议，比如局域网协议（以太网、令牌环网）、广域网协议（PPP（认证）、PPPoe）

局域网线缆

（1）、同轴线缆

• 10BASE5：最大传输距离500米

• 10BASE2：最大传输距离185米

  只支持半双工，且带宽较低，只支持百兆带宽

（2）、双绞线

①.双绞线的分类：

• 按类线分类：

  • 1，2，3，4，5，5E，6，7，8
  • 3，4类线支持10M以太网
  • 5类线支持百兆以太网

• 按屏蔽分类：

  • 屏蔽双绞线

    • 普通屏蔽
    • 内屏蔽

  • 非屏蔽双绞线

②.使用双绞线的两种类型的设备：

• A类设备：高层网络设备、终端设备（PC、服务器、路由器、防火墙）
• B类设备：低层网络设备，如集线器、交换机

不同类别的连接用直通线，同类别的连接用交叉线，但是现在的设备可以实现线缆自适应

③.双绞线的ELA/TIA规定线序标准：

• ①直通线 568B线序 （白橙 橙 白绿 蓝 白蓝 绿 白棕 棕）
• ②交叉线 568B线序 → 568A线序（白绿 绿 白橙 蓝 白蓝 橙 白棕 棕）

④.双绞线的特点：

• 支持全双工
• 1 3线 发信号
• 2 6线 收信号

（3）、光纤

①.光纤的分类：

• 单模光纤

  • 9um（微米）
  • 激光
  • 有效传输距离1000KM

• 多模光纤

  • 62.5um，57.5um
  • LED
  • 有效传输距离1000M

②.使用光纤的网络类型：

• 级联网络（路由器、交换机）

③.光纤的特点：

• 传输光信号
• 双向单工
• 内部结构为玻璃纤维，直线传播，全反射，不能弯折
• 支持万兆、4万兆、10万兆

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三、以太网数据通信的基础知识

1、以太网帧（数据帧）

• 发送给交换机的数据为数据帧（以太网帧）

• Ethernet_II帧格式：

  原MAC地址 → 目的MAC地址 → 上层封装类型 → 数据 → 帧校验序列

D.MAC	S.MAC	Type	Data	FCS

2、以太网通信

• 网络内：

  • 同一个广播域
  • 网络设备为集线器或者交换机，负责数据转发

• 网络间：

  • 不在同一个广播域
  • 原ip和目的ip不在一个网络号，局限公网地址

• 网关：局域网之间连接的出入口

局域网内用MAC地址通信，局域网外用IP地址通信

在终端连接到交换机，交换机连接到路由器从而连接到另一个广播域的环境中时，终端想向另一个广播域发送数据会先封装路由器的MAC地址（网关），路由器再将报文进行重新封装，将原MAC地址封装为路由器连接的另一个广播域的网关MAC地址，然后发送至指定的设备。反之亦然。

其他知识点：

• 一般内网（局域网）和外网（公网）的分界点为边界设备（防火墙、路由器等，隔离广播域）
• 内网使用私有地址，公网使用公网地址
• 广播域范围外，在跨广播域的时候无法直接进行通信
• 跨广播域通信要基于IP地址，但是最终数据帧的传递仍基于MAC地址
• 一般网关以IP的第一位和最后一位指定网关，既1和254