网络协议与传输媒体

网络协议与传输媒体

网络协议

为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定称为网络协议。

网络协议分为三要素：

1. 语法：数据与控制信息的结构或格式

2. 语义：需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出什么响应

3. 同步：事件实现顺序的详细说明

OSI（Open System Interconnect）定义七层协议体系结构：物理层，数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层

TCPIP 的体系结构定义四层：网络接口层、网际层 IP、传输层（TCP UDP）、应用层（各种应用协议 FTP SMTP）

OSI 偏离了，TCP/IP 是实际中用的，而我们研究学习的时候分为五层：物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层

计算机之间通信需要知道对方的 IP 地址，根据 IP 地址得到 MAC 地址，输送数据到网卡，被网卡接收，如果网卡发现是目标 MAC 地址是自己的就会将数据传给上一层进行处理，如果不是就丢弃，而 ARP 协议的作用就是根据 IP 地址通过广播来获取 MAC 地址。

传输媒体

同轴电缆

同轴电缆由内导体铜质芯线、绝缘层、网状编织的外导体屏蔽层和保护塑料外层组成。它是半双工通信，容易冲突，不安全，只要有一地方线🧵断了整个线路就瘫痪了，总线型连接方式

集线器

集线器采用星型连接网络，也是半双工通信，网络中的各站必须竞争对传输媒体的控制，在同一时刻只允许一个站发送数据，容易冲突，不安全，但比同轴电缆可靠，某个设备出现问题不影响连着集线器的其他设备

集线器工作在物理层，不进行碰撞检测，如果两个接口同时有信号📶输入，那么所有接口都收不到正确的帧

网桥

网桥会对收到的帧根据 MAC 帧的目的地址进行转发和过滤。当网桥收到一个帧时，并不向所有接口转发帧，而是根据帧的目的 MAC 地址，查找网桥的地址表，然后确定转发到哪个接口或者丢弃

网桥能够通过自学习得知每个接口那侧的 MAC 地址，从而起到隔绝冲突域的作用

以太网交换机

实质是多接口网桥，全双控方式，独占传输媒体，无碰撞传输数据

路由器

如果全球的设备都用交换机连接，这些设备必须处在同一网段中，因此 IP 地址可能不够用，即使使用交换机，第一次发送数据包仍需要 ARP 广播，耗费大量时间，形成广播风暴，只要有一个设备发送 ARP 广播，全球设备都能收到。

网络直连，同轴电缆，集线器，网桥，交换机连接的设备必须在同一网段中，处在同一广播域，而路由器可以在不同网段之间转发数据，隔绝了广播域