基础网络研究【总结】

      以太网 （Ethernet） （IEEE 802.3标准）是最常用的局域网组网方式。以太网使用双绞线作为传输媒介。

 

      局域网标准 定义了传输媒介、编码和介质访问等底层（一二层）功能。要使数据通过复杂的网络结构传输到达目的地，还需要具有寻址、路由和流量控制等功能的网络协议 的支 持。TCP/IP（传输控制协议/互联网 络协议）是最普遍使用的局域网网络协议。它也 是互联网所使用的网络协议。

 

　　局域网 （LAN）是在某一区域内的，而广域网要跨越较大的地域，那么如何来界定这个区域呢？例如，一家大型公司的总公司位于北京 ，而分公司遍 布全国各地，如果该公司将所有的分公司都通过网络联接在一起，那么一个分公司就是一个局域网，而整个总公司网络就是一个广域网 （WAN）。

 

      互联网，即广域网 、 局域网及单机按照一定的通讯协议 组成的国际计算机网络 。

 

   

      网桥 将两个相似的网络连接起来，并对网络数据的流通进行管理。它工作于数据链路层 ，不但能扩展网络的距离或范围，而且 可提高网络的性能、可靠性和安全性。网络1 和网络2 通过网桥连接后，网桥接收网络1 发送的数据包，检查数据包中的地址，如果地址属于网络1 ，它就将其放弃，相反，如果是网络2 的地址，它就继续发送给网络2.这样可利用网桥隔离信息，将网络划分成多个网段，隔离出安全网段，防止其他网段内的用户非法访问。由于网络的分段，各网段 相对独立，一个网段的故障不会影响到另一个网段的运行。

　　网桥可以是专门硬件设备，也可以由计算机加装的网桥软件来实现，这时计算机上会安装多个网络适 配器（网卡）。

      网桥的中继功能仅仅依赖于MAC 帧的地址，因而对高层协议完全透明。

      网桥（Bridge）像一个聪明的中继器 。中继器从一个网络电缆里接收信号， 放大它们，将其送入下一个电缆。相比较而言，网桥对从关卡上传下来的信息更敏锐一些。

 

网关 (Gateway)又称网间连接器、协议转换 器。网关在传输层上以实现网络互连 ， 是最复杂的网络互连设备，仅用于两个高层协议不同的网络互连。网关既可以用于广域网互连，也可以用于局域网互连。 网关是一种充当转换重任的计算机系统或设备。在使用不同的通信协议、数据格式或语言，甚至体系结构完全不同的两种系统之间，网关是一个翻译器。与网桥 只是简单地传达 信息不同，网关对收到的信息要重新打包，以适应目的系统的需求。同时，网关也可以提供过滤和安全功能。大多数网关运行在OSI 7层协议的顶层--应用层。

　　顾名思义，网关(Gateway)就是一个网络连接到另一个网络的“关口”。
　　按照不同的分类标准，网关也有很多种。 TCP/IP协议里的网关是最常用的，在这里我们所讲的“网关”均指TCP/IP协议下的网关。
　　那么网关到底是什么呢？网关实质上是一个网络 通向其他网络的IP地址。比如有网络A和网络B，网络A的IP地址范围为“192.168.1.1~192. 168.1.254”，子网掩码为255.255.255.0；网络B的IP地址范围为“192.168.2.1~192.168.2.254”，子网掩 码为255.255.255.0。在没有路由器的情况下，两个网络之间是不能进行TCP/IP通信的，即使是两个网络连接在同一台交换机(或集线器) 上，TCP/IP协议也会根据子网掩码(255.255.255.0)判定两个网络中的主机处在不同的网络里。而要实现这两个网络之间的通信，则必须通过 网关。如果网络A中的主机发现数据包的目的主机不在本地网络中，就把数据包转发给它自己的网关，再由网关转发给网络B的网关，网络B的网关再转发给网络B 的某个主机。网络B向网络A转发数据包的过程也是如此。
   
   所以说，只有设置好网关的IP地址，TCP/IP协议才能实现不同网络之间的相互通信。那么这个IP地址是哪台机器的IP地址呢？网关的IP地址是具有 路由功能的设备的IP地址，具有路由功能的设备有路由器、启用了路由协议的服务器(实质上相当于一台路由器)、代理服务器(也相当于一台路由器)。
　 　什么是默认网关
　　如果搞清了什么是网关，默认网关也就好理解了。就好像一个房间可以有多扇门一样，一台主机可以有多个网关。默认网关的意思是 一台主机如果找不到可用的网关，就把数据包发给默认指定的网关，由这个网关来处理数据包。现在主机使用的网关，一般指的是默认网关。
　　如何设置 默认网关
　　一台电脑的默认网关是不可以随随便便指定的，必须正确地指定，否则一台电脑就会将数据包发给不是网关的电脑，从而无法与其他网络的电 脑通信。默认网关的设定有手动设置和自动设置两种方式。
　　1.手动设置
　　手动设置适用于电脑数量比较少、TCP/IP参数基本不变的 情况，比如只有几台到十几台电脑。因为这种方法需要在联入网络的每台电脑上设置“默认网关”，非常费劲，一旦因为迁移等原因导致必须修改默认网关的IP地 址，就会给网管带来很大的麻烦，所以不推荐使用。
　　2.自动设置
　　自动设置就是利用DHCP服务器 来自动给网络中的电脑分配IP地址、子网掩码和默认网关。这样做的好 处是一旦网络的默认网关发生了变化时，只要更改了DHCP服务器中默认网关的设置，那么网络中所有的电脑均获得了新的默认网关的IP地址。这种方法适用于 网络规模较大、TCP/IP参数有可能变动的网络。

 

　　所以说，只有设置好网关的IP地址，TCP/IP协议才能实现不同网络之间的相互通信。那么这 个IP地址是哪台机器的IP地址呢？网关的IP地址是具有路由功能的设备的IP地址，具有路由功能的设备有路由器、启用了路由协议的服务器(实质上相当于 一台路由器)、代理服 务器 (也相当于一台路由器)。

      如果搞清了什么是网关，默认网关 也就好理解了。就好像一个房间可以有多 扇门一样，一台主机可以有多个网关。默认网关的意思是一台主机如果找不到可用的网关，就把数据包发给默认指定的网关，由这个网关来处理数据包。现在主机使 用的网关，一般指的是默认网关。

 

 

交换机 (英文:Switch，意为“开关”)是一种用于电信号转发的网络设备 。它可以为接入交换机的任意两个网络 节点提供独享的电信号通路。最常见的交换机是以太网交换机 。

      在计算机网络系统中，交换概念的提出改进了共享工作模式。我们以前介绍过的HUB集线器 就是一种共享设备，HUB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HUB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地址信息来确定是否接收。也就是说，在 这种工作方式下，同一时刻网络上只能传输一组数据帧的通讯，如果发生碰撞还得重试。这种方式就是共享网络带宽 。

　　交换机拥有一条很高带宽的背部总线和内部交换矩阵 。交换机的所有的端口都挂接在这条背 部总线上，控制电路收到数据包以后，处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的MAC（网卡的硬件地址）的NIC（网卡）挂接在那个端口上，通过内部交 换矩阵迅速将数据包传送到目的端口，目的MAC若不存在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MAC地址表 中。

 

      从字面上说路由器可以起到指路的作用，交换机只是起到一个数据交换的作用，就那么简单。
      路由.支持功能很多.比如DHCP.拨号.防火墙之类.交换只带简单的功能.比如NET翻转.网桥.之类.

 

 

ARP

      ARP，即地址 解析协议 ，实现通过IP地址 得知其物理地址。在TCP/IP 网络 环境下，每个主机都分配了一个32位的IP地址，这种互联网地址是在网际范围标识主机的一种逻辑地址。为了让报文在物理网路上传送，必须知道对方目的主机 的物理地址。这样就存在把IP地址变换成物理地址的地址转换问题。以以太网 环境为例，为了正确地向目的主机传送报文，必须 把目的主机的32位IP地址转换成为48位以太网的地址。这就需要在互连层有一组服务将IP地址转换为相应物理地址，这组协议就是ARP协议 。

      在每台安装有TCP/IP 协议 的电脑里都有一个ARP缓存表，表里的IP地址与MAC地址 是一一对应的。

      以 主机A（192.168.1.5）向主机B（192.168.1.1）发送数据为例。当发送数据时，主机A会在自己的ARP缓存表中寻找是否有目标IP地 址。如果找到了，也就知道了目标MAC地址，直接把目标MAC地址写入帧里面发送就可以了；如果在ARP缓存表中没有找到目标IP地址，主机A就会在网络 上发送一个广播，A主机MAC地址是“FF.FF.FF.FF.FF.FF”，这表示向同一网段内的所有主机发出这样的询问：“我是 192.168.1.5，我的硬件地址是"FF.FF.FF.FF.FF.FE".请问IP地址为192.168.1.1的MAC地址是什么？”网络上其 他主机并不响应ARP询问，只有主机B接收到这个帧时，才向主机A做出这样的回应：“192.168.1.1的MAC地址是00-aa-00-62- c6-09”。这样，主机A就知道了主机B的MAC地址，它就可以向主机B发送信息了。同时A和B还同时都更新了自己的ARP缓存表（因为A在询问的时候 把自己的IP和MAC地址一起告诉了B），下次A再向主机B或者B向A发送信息时，直接从各自的ARP缓存表里查找就可以了。ARP缓存表采用了老化机制 （即设置了生存时间TTL），在一段时间内（一般15到20分钟）如果表中的某一行没有使用，就会被删除，这样可以大大减少ARP缓存表的长度，加快查询 速度。

 

FDDI

      FDDI的英文全称为“Fiber Distributed Data Interface”，中文名为“光纤分布式数据接口”，它是于80年代中期发展起来一项局域网技术 ，它提供的高速数据通信能力要高于 当时的以太网（10Mbps）和令牌网（4或16Mbps）的能力。FDDI标准由ANSI X3T9.5标准委员会制订，为繁忙网络上的高容量输入输出提供了一种访问方法。FDDI技术同IBM的Tokenring技术相似，并具有LAN和 Tokenring所缺乏的管理、控制和可靠性措施，FDDI支持长达2KM的多模光纤。FDDI网络的主要缺点是价格同前面所介绍的“快速以太网 ” 相比贵许多，且因为它只支持光缆和5类电缆，所以使用环境受到限制、从以太网升级更是面临大量移植问题。