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网络原理 - 9

news 来源：原创 2025/6/20 10:48:14

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数据链路层

以太网

以太网帧格式

MAC 地址

DNS（Domain Name System）

完！

数据链路层

这里的内容也是简单了解，除非是做交换机开发，一般程序员不需要涉及~~

以太网

”以太网“不是一种具体的网络，而是一种技术标准，既包含了数据链路层的内容，也包含了一些理层的内容。例如：规定了网络拓扑结构，访问控制方式，传输速率等等~~

例如，以太网中的网线必须使用双绞线：传输速率有 10M 100M 1000M等等~~

以太网是目前使用最广泛的局域网技术，和以太网并列的还有令牌环网，无线 LAN 等~~

以太网帧格式

源地址和目的地址：指的是网卡的硬件地址（也叫 MAC 地址），长度是 48 位（6 个字节的地址），是在网卡出场时候就固化了

帧协议类型字段有三种值，分别对应 IP，ARP，RARP

IP：此时意味着以太网数据帧是一个能够携带业务数据的报文（大概率是业务数据，也有可能是一个携带 syn 这种的业务~~）

ARP 和 RARP 可以认为是两个横跨了网络层和数据链路层的协议。

ARP：

在网络通信中，源主机的应用程序知道目的主机的 IP 地址和端口号，却不知道目的主机的硬件机制。数据包显示被网卡接收到然后再去处理上层协议的，如果接收到的数据包的硬件地址与主机不符，则直接丢弃~因此在通讯前必须获得目的主机的硬件地址

ARP效果就是能够让路由器 / 交换机建立一个内部的结构， IP -> MAC （类似于 hash表）（转发表，并不是路由表，只是描述着一个设备和那些设备之间是连接着的~~）

RARP：

RARP 也是路由器和交换机也是建立一个内部的结构，不过是 MAC -> IP

帧末尾是 CRC 校验码

以太网的数据帧，载荷部分是有长度要求的（46 - 1500 字节）。46 字节，是因为 ARP 是 46 字节，1500 字节，是硬件的限制，最大的载荷长度，称为 MTU，我们前面在 IP 中讲到 IP 数据报拆包组包往往就是因为这个 MTU 导致的~（数据链路层也不仅仅是以太网，还有其他的协议，不同的协议，对应的 MTU 也会有差别~）

MAC 地址

在数据链路层，引入了另外一套地址体系，称为”MAC 地址“ / 物理地址

MAC 地址和 IP 地址是两套独立的地址体系。

IP 地址，侧重于全局的转发，从起点到终点，整个转发过程，通过 IP 地址负责完成。

MAC 地址，侧重于局部的转发，两个相邻设备之间的转发（一个电脑脸上一个路由器，这就是相邻设备）

MAC 地址是用来识别数据链路层中相邻的节点，一般用 16 禁止数字加上冒号的形式来表示（例如：08：00：27：03：fb：19）

MAC 地址表示的范围比 IPv4 的地址大的多，当前的 MAC 地址都是和主机（网卡）一对一进行绑定的，IP 地址我们前面提到过，是动态分配的，但 MAC 地址就是静态分配的，网卡出厂的时候，MAC 地址就写死了~~

举个栗子~~

从江西到山西大同，路程非常远，没办法直达~有三条路线可选：

1. 江西 - 湖北 - 河南 - 山西 - 大同

2. 江西 - 安徽 - 河南 - 山西 - 大同

3. 江西 - 湖北 - 山西 - 山西 - 大同

上面的三种路线，就是网络层的路由选择的过程，一跳一跳的可以进行"投石问路"

如果确定了路线三：江西 - 湖北 - 山西 - 大同。

则就又有不同的出行方式：

1. 江西 - 湖北：

源 IP：江西，目的 IP：大同

源 MAC：江西，目的 MAC：湖北

（坐飞机）

2. 湖北 - 山西

源 IP：江西，目的 IP：大同

源 MAC：湖北，目的 MAC：山西

（坐火车）

3. 山西 - 大同

源 IP：江西，目的 IP：大同

源 MAC 山西，目的 MAC：大同

（坐大巴）

上述不同的出行方式，即是每经过一个路由器 / 交换机，路由器 / 交换机就会把上述数据包进行分用和重新分装，其中的源 MAC 和目的 MAC 就会发生改变，如果不考虑 NAT 机制，源 IP 和目的 IP 是始终不变的~~（公网对公网）

DNS（Domain Name System）

DNS 是一整套从域名映射到 IP 的系统

TCP / IP 中使用 IP 地址和端口号来确定网络上的一台主机的一个程序，但是 IP 地址不方便记忆~

于是人们发明了一种叫主机名的东西，是一个字符串，并且使用 hosts 文件来描述主机名和 IP 地址的关系~~

hosts 文件里面的内容就是行文本，包含很多行，每一行都有 IP 和域名，每次访问每个域名就会进行查询，获取到对应的 IP。hosts 文件目前仍然是有效的，只不过一般情况下都是空的内容~~

随着互联网不断发展，域名和服务器都越来越多了，此时维护 hosts 文件，就非常麻烦了。

干脆就有大佬，搭建了一组服务器，来提供域名解析服务（将 hosts 内容放到了服务器里面了），某个主机想要访问某个域名，就先查询一下 域名解析服务器（DNS 服务器），查到的结果，就是域名对应的 IP，拿着 IP 进行访问即可~~

DNS 服务器，并非只有一份，是有很多份的~~最开始的一套 DNS 服务器，称为”根域名服务器“，这里面的内容是非常全的~~ 各个国家的网络运营商，再根据域名服务器里面的内容，搭建出”镜像服务器“，上网的时候，一般就是就近的访问附近运营商的镜像 DNS 服务器，镜像 DNS 服务器会定期的从跟服务器中同步数据~~

搭建域名服务器的时候。还会对于域名进行分级管理，一级域名，二级域名，三级域名....这样就可以控制每个服务器管理的数据都是适量的~~

例如，www.baidu.com ==> 一级域名：www 二级域名：baidu  三级域名：com~~

完！

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