哈工大计算机网络Mooc 第十一章笔记（局域网）

蔚落 2022-09-08 00:26 216阅读 0赞

### 文章目录 ###

*   *  前引
     *  第十一章笔记
     *   *  MAC地址
         *  ARP地址解析协议
         *  以太网总概
         *  交换机
         *  网络设备对比（集线器 交换机 网桥 路由器）
         *  IEEE 802.11无线局域网

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## 前引 ##

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**哈哈 各位看官好 很巧合 每次编辑博客的时候都是在凌晨12点钟之后来编辑 趁这个时间我想聊一下**  
**这段时间回家了 作息变得相当混乱啊 … 由于这段时间看网课 除了中间的TCP UDP稍微打起了一点精神 其他的我确实觉得过于抽象 我甚至很多东西都无法想象是怎么联系在一起的 所以这段时间就相当相当懒 并觉得相当疲倦**

**甚至昨晚在写完博客后 整晚没睡着 睡不着怎么办 我就只能起床到桌子上 打开力扣 刷三道题 结果刷完发现已经凌晨七点了 一觉睡到了下午三点- -**

**反正就是吧 到现在结束还有三章 我做什么事情还是希望有始有终 但确实网课没有怎么看下去是真的 无论怎么样还是后面得坚持看完 话不说那么多了 先把这章的笔记写了**

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## 第十一章笔记 ##

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### MAC地址 ###

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**MAC地址(或称LAN地址,物理地址,以太网地址) :  
 作用：用于局域网内标识一个帧从哪个接口发出，到达哪个物理相连的其他接口  
 48位MAC地址(用于大部分LANs)，固化在网卡的ROM中，有时也可以软件设置  
 e.g.: `1A-2F-BB-76-09-AD`**

**每块网卡都有唯一的MAC地址 48位MAC地址由IEEE分配 网卡制造商每次购买前24位的地址 后24位的地址由他们自己分配 即出现唯一的MAC地址**

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**MAC地址与IP地址的差别**  
**`MAC地址`：身份证号  
 MAC地址是“平面”地址： ➜ 可“携带” 可以从一个LAN移到另一个LAN**

**`IP地址`：邮政地址  
IP地址是层次地址： ➜ 不可“携带” IP地址依赖于结点连接到哪个子网**

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### ARP地址解析协议 ###

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**Q:（在同一个LAN内）如何在已知目的接口的IP地址前提下确定其MAC地址？**  
**A：ARP表: LAN中的每个IP结点(主机、路由器)维护一个表 如果自己的表里面没有这个IP相关的MAC地址 则泛洪式向LAN中的所有节点发出ARP查询 相关的节点返回所在的 并返回MAC**

**ARP表中存储着的<IP,MAC>相关信息一般20分钟就会遗弃 并重新获取 获取方式可以是主动性的发出泛洪得到 或者是学习性得到**

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### 以太网总概 ###

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**以太网(ETHERNET)（“统治地位”的有线LAN技术）:  
 造价低廉(NIC不足￥100.00)  
 应用最广泛的LAN技术  
 比令牌局域网和ATM等，简单、便宜  
 满足网络速率需求：10 Mbps – 10 Gbps**

**以太网是不可靠、无连接服务**  
** 无连接(connectionless): 发送帧的网卡与接收帧的网卡间没有“握手”过程  
 不可靠(unreliable): 接收网卡不向发送网卡进行确认  
 差错帧直接丢弃，丢弃帧中的数据恢复依靠高层协议 (e.g., TCP)，否则，发生数据丢失  
 以太网的MAC协议: 采用二进制指数退避算法的CSMA/CD**

**以太网CSMA/CD算法（监听阻塞）**  
**1. NIC从网络层接收数据报，创建数据帧。  
2. 监听信道：如果NIC监听到信道空闲，则开始发送帧；如果NIC监听到信道忙，则一直等待到信道空闲，然后发送帧。  
3. NIC发送完整个帧，而没有检测到其他结点的数据发送，则NIC确认帧发送成功！  
4. 如果NIC检测到其他结点传输数据，则中止发送，并发送堵塞信号(jamsignal)  
5. 中止发送后，NIC进入二进制指数退避：  
在第m次连续冲突后：  
•取n = Min(m, 10)  
•NIC 从\{0,1,2, …, 2n-1\}中随机选择一个数K  
•NIC等待K·512比特的传输延迟时间，再返回第2步  
如果连续冲突次数越多，平均等待时间越长。**

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### 交换机 ###

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**以太网交换机：**  
** 链路层设备 存储-转发以太网帧 检验到达帧的目的MAC地址，选择性(selectively) 向一个或多个输出链路转发帧 并利用CSMA/CD访问链路，发送帧  
 即插即用(plug-and-play)  
 透明(transparent) 主机感知不到交换机的存在  
 自学习(self-learning) 交换机无需配置**

**交换机: 多端口间同时传输  
主机利用独享(dedicated)链路直接连接交换机  
交换机缓存帧  
交换机在每段链路上利用CSMA/CD收发帧，但无冲突，且可以全双工（每段链路一个独立的冲突域）  
交换(switching): A-A’与B-B’的传输可以同时进行，没有冲突**

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**Q:交换机怎么知道A’可以通过接口4到达，而B’可以通过接口5到达?**  
**A:每个交换机机都有一个交换表(switch table), 每个入口(entry):**

**交换机通过自学习，获知到达主机的接口信息 如果在转发时没有相关信息 则洪泛式的 向除收到该帧的接口之外的所有接口转发 得到相关接口信息**

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**路由器与交换机的差别**  
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### 网络设备对比（集线器 交换机 网桥 路由器） ###

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![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_Q1NETiBATG92ZSA2_size_43_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]

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### IEEE 802.11无线局域网 ###

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**上面偷了一下懒吧 对于PPP协议 和 VLAN 我对这里只有个盖帘 都感觉没什么理解 之后也会忘- - 就不写了 就写一下802.11 无线局域网 这里还有理解 而且我也对这个挺感兴趣的**

**802.11 相关详细介绍图**

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_Q1NETiBATG92ZSA2_size_48_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 1]

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**802.11 信道与AP（Access Point）关联**  
**802.11b: 2.4GHz-2.485GHz频谱划分为11个不同频率的信道  
 每个AP选择一个频率(信道)  
 存在干扰可能: 相邻的AP可能选择相同的信道！  
主机: 必须与某个AP关联(associate)  
 扫描信道，监听包含AP名称(服务集标识符-SSID )和MAC地址的信标(beacon)帧  
 选择一个AP进行关联  
 可能需要进行身份认证  
 典型情形：运行DHCP获取IP地址等信息**

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**802.11 MAC协议: CSMA/CA**

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**确实好困 感觉已经快顶不住了 凌晨一点了 最近几天作息挺混乱的 要睡觉了- -**

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