SciTech-EECS-Computer Network:OSI: 链路:mac地址+集线器/交换机⇒子网⇒网络层:ip地址+路由器+

SciTech-EECS-Computer Network:OSI:

链路:mac地址+集线器/交换机⇒子网⇒网络层:ip地址+路由器+

OSI: 链路:mac地址+集线器/交换机⇒子网⇒网络层:ip地址+路由器+

• 真实的"电路级packet交付"全都是委托给"Data Link Layer"实际交付/传输。
  • 上层(包括 Network Layer),全都是组织汇编好"数据包/bitstream(电路级信号序列)"
  • Data Link Layer: 只关心 用 which port(cable, 一个或全部) 发送/传输 packet bitstream(二进制电信号序列)，与"Gateway(网关, 常有 交换机)的配置";
    • 在网状态: 本机 配置有"Mask和Gateway的IP"状态,
    • 直连状态: 用"双机直连网线(RJ45对换Tx与Rx)"状态,
  • Gateway:
  • 局域网(Local Network)以 Switcher+Router 构建网络拓扑.
• 分“Electronic Signal Stream”和 “Network Packet Stream”两个视角更容易理解:
  • Electronic Signal Stream:
    • 发出Network Packet Stream时,
      1. 发出Process将 packets 转换成 bitstream 先,
      2. 将 Packet Stream 转换成的 bitStream 用 OS(操作系统)的send/recv系统调用收发;
      3. OS 将根据网络收发的系统调用函数, 选取正确的Network Interface执行;
      4. Network Interface(包括网卡/虚拟网卡)用Cable/Wireless链接入网的"Digital/Analog Circuits"收发bitstream;
    • 收到Network Packet Stream时,
      1. 先收到的其实是"Digital/Analog Circuits"收到的bitstream;
         
         实际上是由 网卡(Network Card)这个硬件设备接收/发出bitstream;
      2. 接收完转换成bitstream存在(Network Card)设备的缓存,并触发硬件中断系统调用.
      3. OS(操作系统)的Networking(网络模块及其协议栈)将透明的把bitstream解译出data packet;
         
         data packet: 有packet的Class(类型, 如tcp/udp/other), port(端口, 如udp/tcp/other)
      4. OS查PID(接收进程的进程号:) OS有全部data packet的"钩子和管理表(动态表)", 用Class+port反查得接收方PID.
      5. OS(操作系统)的Process Scheduler(进程调度器)会将接收data packet(数据包)的Process(进程)调度入队.
      6. 接收Process(进程号为PID)处理包data packet.

PC (Host A)

配置:

• 端口：
  
  网线端口: Physical 的 cable 网线端口，
  
  当插上的"网线"连接上"交换机/路由器"，网口的指示灯会点亮；
  
  IP的port: 特指 ip/udp的分发port

• 子网掩码:
  
  1.组网: 可自定义选择 subnet(子网)的范围；
  
  2.单机: 判断,数据链路层是否发送给路由器;

• 网关地址(不在同一subnet时,发包给的ip):
  
  1.组网: 可自定义配置网关(路由器)的IP地址;
  
  2.单机: 确定, 数据链路层发送的目标mac/ip;

ARP 缓存表(PC 和 Router都有ARP表):

子网 mac⇔ip表映射;

1. PC上有始空 ARP 表, "入网"时先用一轮ARP预热缓存.
   
   缓存全subnet(子网)的arp, 包括网关(路由器)的.
   • 同subnet: 真机mac+目标ip,用Switcher发;
   • 非subnet: 网关mac+目标ip,用Router发.
2. arp协议(mac地址解析)
   
   1.网络层 发packet出去 时,只知 目标ip addr.
   
   2.链路层 发packet必先arp查得 ip⇒mac
   
   3.路由器: 神奇能力"根据目标ip改目标mac"

Switcher: 端口(Physical 的 cable 网线端口)

1.mac地址表, 子网 mac⇔port(cable)表映射:

• 查得, 点射给 "目标"port(cable), 只由目标host(mac addr)链接的port(cable)发出.
• 查无, 广播给"全部"port(cable), 包括任何一个port(cable)可能链接有的Router/Switcher
  
  

Router: 端口(Physical 的 cable 网线端口)

1. ip路由表, 本域: ip⇔port(cable)表映射:
2. 神奇的“根据目标ip改目标mac”
   
   
   
   
   
   

常用网络协议 的 依赖联系