php特级课---5、网络数据转发原理

一、总结

一句话总结：

OSI七层模型路由器交换机 ARP 代理ARP

1、OSI7层模型？

电缆 MAC地址 ip 端口应用

1层通信电缆

2层原MAC地址和要到达的MAC地址

3层原ip和目的ip：同ip可能有多台电脑，对应多个MAC地址，所以需要找到真正需要的那个

4层原端口号目的端口号

567层人与应用软件完成（比如qq）

两台电脑通讯时，一台电脑通过7层模型组装数据，另一个通过7层模型解析数据

osi（Open System Interconnection Reference Model）

osi7层模型，分别是

第7层应用层（Application Layer）

提供为应用软件而设的界面，以设置与另一应用软件之间的通信。例如：HTTP,HTTPS，FTP，TELNET，SSH，SMTP，POP3等。

第6层表示层（Presentation Layer）

把数据转换为能与接收者的系统格式兼容并适合传输的格式。

第5层会话层（Session Layer）

负责在数据传输中设置和维护电脑网络中两台电脑之间的通信连接

第4层传输层（Transport Layer）

把传输表头（TH）加至数据以形成数据报。传输表头包含了所使用的协议等发送信息。例如：传输控制协议义（TCP）等

第3层网络层（Network Layer）

决定数据的路径选择和转寄，它网络表头（NH）加至数据报，以形成数据包。网络表头包含了网络数据。例如：互联网协议（IP）等，网关，多口网关（路由器）

第2层数据链路层（Data link Layer）

负责网络寻址、错误侦测和改错。当表头和表尾被加至数据包时，会形成了帧。数据链表头（DLH）是包含了物理地址和错误侦测及改错的方法。数据链表尾（DLT）是一串指示数据包末端的字符串。例如以太网、无线兼容认证券市场（Wi-Fi）和通用分组无线服务（GPRS）等。

第1层物理层（Physical Layer）

在局部局域网络上传送帧，它负责管理电脑通信设备和网络媒体之间的互通。包括了针脚、电压、线缆规范、集线器、中继器、网卡、主机适配器等。

TCP/IP协议分为4层，由上至下为应用层、传输层、网络层和网络接口层。

应用层：定义上层应用可以直接使用的高级协议，如http、ftp等。

传输层：定义控制数据传输的协议，用以保证数据的可靠性和顺序到达性等，如tcp、udp协议。

网络层：定义不同网络类型间通信的协议，如IP协议用于实现网际路由，ICMP协议用于检测网络的畅通性，ARP协议用于获取设备MAC地址等。

网络接口层：定义网络介质上的传输协议，和电气相关，如Ethernet协议、802.3协议等，主要由操作系统的网卡驱动程序实现。

2、交换机工作原理？

学习查找广播

如上图所示，假设电脑的MAC地址分别为11、22、33、44

当主机11给主机33发送一个数据帧，目的地址33，源地址11，各个设备间工作如图所示：

提示：当在交换机的MAC地址表能找到对应设备的 MAC地址与端口关系，则单播发送至对应设备；如果不能找到，则进行广播，查找目标地址与端口。

3、路由器工作原理？

网段查询路由表传递数据

1、路由器接收来自它连接的某个网站的数据。

2、路由器将数据向上传递，并且（必要时）重新组合IP数据报。

3、路由器检查IP头部中的目的地址，如果目的地址位于发出数据的那个网络，那么路由器就放下被认为已经达到目的地的数据，因为数据是在目的计算机所在网络上传输。

4、如果数据要送往另一个网络，那么路由器就查询路由表，以确定数据要转发到的目的地。

5、路由器确定哪个适配器负责接收数据后，就通过相应的软件传递数据，以便通过网络来传送数据。

工作原理示例：

（1）工作站A将工作站B的地址12.0.0.5连同数据信息以数据包的形式发送给路由器1。

（2）路由器1收到工作站A的数据包后，先从包头中取出地址12.0.0.5，并根据路径表计算出发往工作站B的最佳路径：R1->R2->R5->B；并将数据包发往路由器2。

（3）路由器2重复路由器1的工作，并将数据包转发给路由器5。

（4）路由器5同样取出目的地址，发现12.0.0.5就在该路由器所连接的网段上，于是将该数据包直接交给工作站B。

（5）工作站B收到工作站A的数据包，一次通信过程宣告结束。

4、ARP协议工作原理？

地址 ARP 广播回复存储

5、如何查询电脑的ARP缓存？

arp -a

6、路由器能传递广播么？

不能

一个网段穿越交换机

不能

广播只能在一个网段里面传播，所以广播可以穿越交换机，但是广播没方法穿越路由器

7、代理ARP工作原理？

arp广播不能路由器网关转发

因为arp广播不能穿越路由器，但是路由器比较好，所以用arp广播把源数据给网关的MAC地址，路由器帮忙转发

8、路由器和交换机的对比？

路由网络层外网 ip

交换机数据链路层内网 MAC地址

路由工作在网络层
Ø根据“路由表”转发数据
Ø路由表中含有网段和接口
交换工作在数据链路层
Ø根据“mac地址表”转发数据
Ømac地址表中含有mac地址和接口

二、内容在总结中