面试必考—网络地址(IP地址MAC地址),网络传输流程，以及数据包的封装分用

认识IP/MAC

• MAC地址: 网卡绑定的，代表物理地址。（一个设备可以有多个网卡）

• MAC地址用来识别数据链路层中相连的节点;
• 长度为48位, 及6个字节. 一般用16进制数字加上冒号的形式来表示(例如: 08:00:27:03:fb:19)
• 在网卡出厂时就确定了, 不能修改. mac地址通常是唯一的(虚拟机中的mac地址不是真实的mac地址, 可能 会冲突; 也有些网卡支持用户配置mac地址).

• IP地址: 逻辑地址，屏蔽物理地址，代表网络上某台设备

  附： IP协议有两个版本, IPv4和IPv6. 大都是使用IPv4

• IP地址是在IP协议中, 用来标识网络中不同主机的地址;

• 对于IPv4来说, IP地址是一个4字节, 32位的整数;

• 我们通常也使用 “点分十进制” 的字符串表示IP地址, 例如 192.168.0.1 ; 用点分割的每一个数字表示一个字 节, 范围是 0 - 255;

数据包的封装和分用

• 不同的协议层对数据包有不同的称谓,在传输层叫做段(segment),在网络层叫做数据报 (datagram),在链路 层叫做帧(frame).
• 应用层数据通过协议栈发到网络上时,每层协议都要加上一个数据首部(header),称为封装(Encapsulation).
• 首部信息中包含了一些类似于首部有多长, 载荷(payload)有多长, 上层协议是什么等信息.
• 数据封装成帧后发到传输介质上,到达目的主机后每层协议再剥掉相应的首部, 根据首部中的 “上层协议字 段” 将数据交给对应的上层协议处理.

附：

• 五元组：源IP,源端口,目的IP,目的端口,协议号

• 网络上,IP定位网络设备,端口号定位应用程序，所以IP+port定位网络某个具体的程序。

下图为数据封装的过程：

举例：
我们现在要访问：http://ip:port

数据封装过程：

下图为数据分用的过程：

承接上例：

数据分用过程：

网络数据传输流程

1.主机，路由器的功能

（1）MAC和IP
（2）数据封装和分用
（3）APR缓存表：缓存APR信息（IP–>MAC）

2,网络互联：集线器

如下图：集线器

只做数据的搬运工，不生产数据（不加工）
只转发到其他所有端口

工作原理：

3，局域网连接—只有交换机

如下图：交换机

MAC地址转换表(端口—MAC映射) 知道某个MAC设备的连接口

工作原理：

3，局域网中的数据传输（交换机+路由器）

• ip由4位数字组成，网络号(前三位) + 主机号(最后一位）

• 如何判断是否在一个局域网：通过ping-IP,能Ping通，属于局域网IP

• 子网掩码的作用：将目的IP与子网掩码进行位与运算，得到一个网络号，通过对比这个网络号与本机网络号，如果相同就在同一个网段

  • 同一个网段：和之前局域网只有交换机的流程一样
  • 不同网段：代表主机和交换机处理不了该数据包，交给网关（路由器）来处理（通过本机ARP缓存表，网关IP查找对应MAC,发送数据包）

• 网关IP：相连的路由器的IP

4,广域网数据传输