思科人才孵化项目 Day3


思科孵化项目 Day3

MAC

MAC主要负责控制与连接物理层的物理介质。在发送数据的时候,MAC协议可以事先判断是否可以发送数据,如果可以发送将给数据加上一些控制信息,最终将数据以及控制信息以规定的格式发送到物理层;在接收数据的时候,MAC协议首先判断输入的信息并是否发生传输错误,如果没有错误,则去掉控制信息发送至LLC(逻辑链路控制)层。

MAC地址——介质访问控制层地址 所有电子产品的芯片都有一个全球唯一的号码(网卡)

电脑中的网络适配器就是网卡,打开电脑至少可以看到两个网卡。以太网是插网线的,WLAN是连wifi的。

其实这些网卡只有一个是真实存在的,以太网的网卡。若连接网线它点进去,找到网络连接详细信息,可以看到一个48位二进制以十六进制显示的物理地址,这就是它全球唯一的号码。

集线器(Hub)

集线器的主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大,以扩大网络的传输距离,同时把所有节点集中在以它为中心的节点上。它工作于OSI(开放系统互联参考模型)参考模型第一层,即“物理层”。

集线器传输数据时,不能多个用户同时发送数据。这时就有了CSMA/CD协议

CSMA/CD 载波侦听多路访问/冲突检测

在交换机未出现前,使用的都是集线器(hub),在mac层很多数据在传输,为了确保数据传输不混乱,出现了CSMA/CD。

CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection,载波侦听多路访问/冲突检测协议),早期主要是以太网络中数据传输方式,广泛应用于以太网中。

载波侦听(Carrier Sense),意思是网络上各个工作站在发送数据前,都要确认总线上有没有数据传输。若有数据传输(称总线为忙),则不发送数据;若无数据传输(称总线为空),立即发送准备好的数据。

多路访问(Multiple Access),意思是网络上所有工作站收发数据,共同使用同一条总线,且发送数据是广播式。

“冲突检测”是指发送结点在发出信息帧的同时,还必须监听媒体,判断是否发生冲突(同一时刻,有无其他结点也在发送信息帧)。

CSMA/CD的标准为IEEE802.3或者ISO8802/3

这样的话网络效率很低,虽然一定程度上解决了冲突,但是增加了网络延时。

这时网络如果需要继续变大,想要所有人同时发送和接收自己的数据。所有人同时出去不撞。

交换机(网桥的进阶版,拥有大量接口的网桥,二层设备)

交换机(Switch)意为“开关”是一种用于电(光)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。

所以呢这个交换机

1、需要无限的传输距离

2、还要没有冲突——所有节点可以同时发送和接收自己的数据

3、单播——一对一传输数据

4、应用在二层数据链路层的介质访问控制层,不是纯物理设备。

5、把二进制变成电信号或者把电信号变成二进制解决了无限的传输距离。

在交换机没有发明出来前使用的是集线器,集线器是纯物理设备工作在第一层。

集线器只是把接收到的数据信号进行放大以达到增加传输距离的目的。

而交换机有了学习的能力,可以把接收到的电信号重新写为二进制,再把二进制重新变成电信号传出去。这样数据没有遗失也不会损坏。这就实现了数据无限传输距离。理论上可以。

在数据从电流变为二进制数据进入交换机后,交换机把这些数据存入它自己的内存中。这时就不会有冲突发生,因为此时交换机里的是二进制数据,没有电流,它们不会相互影响。这就解决了冲突问题。

单播

在数据通过应用层和表示层后转换为二进制进入物理层传输出去,这个过程中会给这个二进制数据报头前加一个源MAC地址和目的MAC地址。进入交换机后,交换机就看这个源目的MAC从哪来,目的MAC到哪去。进行一对一传输。

交换机工作原理:

当数据帧进入交换机后,交换机先查看数据中的源MAC地址, 之后将该数据进入的接口与该MAC映射记录到本地的MAC表中;

再查看数据帧中的目标MAC地址,基于目标MAC地址查看本地MAC表;

若表中存在记录将仅从该记录的接口转发数据;——单播

2.若没有MAC地址对应的接口记录,将洪泛(除流量的进入接口外,其他的所有接口复制转出)该数据。

泛洪/洪泛

洪泛范围越大,网络越卡。因为所有接口都在接收数据,网络中会有大量垃圾信息。

然后,有人觉得交换机洪泛后,网络太卡了,就发明了路由器。

光纤

ST、SC、FC光纤接头是早期不同企业开发形成的标准,使用效果一样,各有优缺点。

ST、SC连接器接头常用于一般网络。ST头插入后旋转半周有一卡口固定,缺点是容易折断;SC连接头直接插拔,使用很方便,缺点是容易掉出来;FC连接头一般电信网络采用,有一螺帽拧到适配器上,优点是牢靠、防灰尘,缺点是安装时间稍长。

MTRJ 型光纤跳线由两个高精度塑胶成型的连接器和光缆组成。连接器外部件为精密塑胶件,包含推拉式插拔卡紧机构。适用于在电信和数据网络系统中的室内应用。

光纤接口连接器的种类

LC/PC 光纤接头

光纤连接器,也就是接入光模块的光纤接头,也有好多种,且相互之间不可以互用。不是经常接触光纤的人可能会误以为GBIC和SFP模块的光纤连接器是同一种,其实不是的。SFP模块接LC光纤连接器,而GBIC接的是SC光纤光纤连接器。下面对网络工程中几种常用的光纤连接器进行详细的说明:

  1. FC型光纤连接器:外部加强方式是采用金属套,紧固方式为螺丝扣。一般在ODF侧采用(配线架上用的最多)
  2. SC型光纤连接器:连接GBIC光模块的连接器,它的外壳呈矩形,紧固方式是采用插拔销闩式,不须旋转。(路由器交换机上用的最多)
  3. ST型光纤连接器:常用于光纤配线架,外壳呈圆形,紧固方式为螺丝扣。(对于10Base-F连接来说,连接器通常是ST类型。常用于光纤配线架)
  4. LC型光纤连接器:连接SFP模块的连接器,它采用操作方便的模块化插孔(RJ)闩锁机理制成。(路由器常用)
  5. MT-RJ:收发一体的方形光纤连接器,一头双纤收发一体

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