以太网，MAC地址，MTU机制，ARP协议，DNS协议

Author:老九
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版权声明：本文为CSDN博主「浦上青天」的原创文章

知识点

以太网

• 以太网是现实世界中最普遍的一种计算机网络。以太网有两类：第一类是经典以太网，第二类是交换式以太网，使用了一种称为交换机的设备连接不同的计算机。经典以太网是以太网的原始形式，运行速度3-10Mbps不等；而交换机以太网正是广泛应用的以太网，可运行在100，1000和10000Mbps那样的高速率
• 以太网不是一种具体的网络，而是一种技术标准，既包含了数据链路层的内容，也包含了一些物理层的内容，例如：规定了网络拓扑结构，访问控制，传输速率等
• 以太网在数据链路层，本质就是负责相邻设备之间的传输，他会直接受到硬件设备的影响

以太网帧格式

源地址和目的地址是指网卡的硬件地址(MAK地址)，长度是48位(6字节)，是在网卡出厂时固化的
帧类型字段有三种值：IP数据报，ARP数据帧，RARP数据帧
数据长度：受硬件设备直接影响(MTU机制)
帧末尾是CRC校验码

认识MAC地址

• MAC地址是用来识别数据链路层中相连的节点，6字节，一般用16进制数字加上冒号的形式来表示(例如：08：00：03：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，可能会有冲突，也有些网卡支持用户配置mac地址)

对比理解IP地址和MAC地址

• IP地址描述的是路途总体的 起点 和 终点
• MAC地址描述的是路途上的每一个区间的起点和终点
• 举个栗子

快递的运输
要是类比IP地址
就是只看起点和终点 源地址上海市 目的地址 西安市
类比MAC地址
源地址上海市 目的地址 湖北市
源地址湖北市 目的地址 合肥市
源地址合肥市 目的地址 西安市

认识MTU

• 数据链路层的这个特性MTU，即最大传输单元。不同类型网络的数据帧长度大多数都有一个上限。如果IP层有一个数据报要传，而且数据帧的长度比链路层的MTU还大，那么IP层就需要进行分，即把数据包分成若干片，这样每一片都小于MTU
• MTU相当于发快递时对包裹尺寸的大小的限制
• 不同数据链路层标准的MTU是不同的
• 主要用就是IP的分组和重组

认识ARP协议

• ARP协议是一个介于数据链路层和网络层之间的协议
• 主要作用就是建立了主机 IP地址 和MAC地址的映射关系

假如有一个IP数据包需要转发，就需要构造一个以太网数据帧，需要填写对应的目的MAC。而ARP协议就是用来学习这个目的MAC地址(MAC学习)

ARP协议的工作流程

源主机发出ARP请求，询问“IP地址是192.168.0.0”的主机的硬件地址是多少，并将这个请求广播到本地网段（全是1是广播）
目的主机接收到广播的ARP请求，发现其中的IP地址与本机相符，则发送一个ARP应答数据包给源主机，将自己的硬件地址填写在应答包中

认识应用层协议DNS

• DNS是一整套从域名映射到IP的系统

DNS是应用层协议
DNS底层使用UDP进行解析
浏览器会缓存DNS结构

• TCP/IP中使用IP地址和端口号来确定网络上的一台主机的一个程序，但是IP地址不方便记忆，于是人们发明了一种叫主机名的东西，是一个字符串，并且使用hosts文件来描述主机名和IP地址的关系
• 现在是专门搭建一组服务器，用这个服务器来维护很多这样的映射关系
• 电脑上网的时候，电脑不认识这个域名，就先去浏览器找结果，如果没有再去找这组服务器(DNS服务器 也叫域名服务器)获取对应的地址
• DNS会按照域名等级来分别组织，当我们要访问某个域名的时候，会按照域名服务器的等级一层一层向下查询
• 有的时候，电脑可以登录QQ，但是不能访问网页，一般就是DNS服务器挂了
  

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