计算机网络——数据链路层
****数据链路层****
**交换机（switch）的基本原理（theory）与配置（config）**
交换机：工作在数据链路层，用于组织局域网，常见的品牌有H3C、华为、思科、锐捷、tp-link
以太网：Ethernet，即局域网
MAC地址：网卡里会带有的，一个网卡会有一个mac地址；且唯一，不需要配置，16进制表示。
查看MAC地址：Windows用ipconfig/all查看，Linux中用ip add、ifconfig查看。
网卡厂家：
1.Realtek 瑞昱 --》台湾新竹
2.因特尔intel --》美国
3.高通Qualcomm --》美国
4.VMware
mac地址存放在内存中：
内存：ram
rom：只读存储器（read only memory）
ram：随机存取存储器（random access memory），不是永久保存
disk：磁盘的数据会永久保存
帧格式：
由前导码（7）、帧起始定界符（1）、目的地址（destination adress）（6）、源地址（source adress ）（6）、类型（2字节）、数据（46-1518）、帧校验码（2）构成，字节最大64-1518字节。
mtu：最大传输单元（1500）（maximum transmission unit）
交换机主要作用于组织局域网。
1.学习：mac地址学习，学习数据帧的源mac地址，写到mac地址表里
2.广播：广播未知数据帧（目的地址）。当目的地址不存在或者收到ff::ff类似的会广播。
广播（broadcast）、单播（unicast）、组播（multicast）
（1）当谜底mac在mac地址表里没有的时候，给其他接口都转发一份数据帧--》广播
（2）当谜底mac在mac地址表里有的时候，只是转发到对应接口。 --》单播
3.接收方回应
4.交换机实现单播
交换机以太网的传输模式：查找方式ethtool eos33
1.单工()
2.半双工(half duplex)
2.全双工(full duplex)
如何知道对方的mac地址？
利用arp协议（Address Resolution Protocol地址解析协议），将ip地址解析成mac地址。（ping）
arp协议（Address Resolution Protocol地址解析协议）：
1.请求包：arp request，请求得到某个IP地址的mac地址
2.响应包：arp response，把自己的ip对应的mac地址告诉对方
arp工作原理：
每台电脑都有arp cache（arp缓存表）（查看方法：arp -a命令）。若arp cache里面没有ip对应的mac地址，电脑会发一个arp广播包
如何局域网里哪些ip地址在使用？以及ip地址对应的mac地址是什么？
ping命令：用来测试网络是否畅通。
ping IP地址 -c：ping包的数量
ping IP地址 -c 1 -w 1：在1s内必须完成，-w --》期限，多长时间必须完成
[root@localhost ~]# ping 192.168.122.1 -c 1 -w 1
PING 192.168.122.1 (192.168.122.1) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 192.168.122.1: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.133 ms
--- 192.168.122.1 ping statistics ---
1 packets transmitted, 1 received, 0% packet loss, time 0ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.133/0.133/0.133/0.000 ms虚拟机网络的三种模式：
1.桥接模式 bridge
其实就是vmware这个虚拟机软件，它模拟了一个虚拟的交换机，将真实机器和虚拟机连接起来.我们的虚拟机可以使用真实机器所在的网段的路由器上网，虚拟机和真实机的地位是平等的
2.NAT模式（network address transfer）：实现内网的ip和外网的ip之间进行转换。
nat模式里的真实机器和虚拟机通信是使用vmnet8这个接口和虚拟通信的，因为他们是同一个网段，连接到同一个交换机
私网ip《--》公网ip
内网的虚拟机可以访问外网，但是外网的机器不能访问内容，为什么？因为外网的机器没有到内网的路由可以隐藏内部网络
3.hostonly：仅主机模式。虚拟机只和自己真实的主机连接，不能和其他机器连线。
vmnet0 -->桥接模式 -->可自己定义有线或无线网卡。
vmnet1 -->hostonly模式
vmnet8 -->NAT模式
****脚本****
for i in {1..20}
do
#使用ping命令测试这个IP地址是否在使用
(ping 192.168.0.$i -c 1 -w 1 &>/dev/null
#如果能ping通，说明$i的地址在使用，并写入used_ip.txt;反之写进unused_ip
if (($? == 0))
then
echo "192.168.0.$i is used."
echo "192.168.0.$i" >>used_ip.txt
else
echo "192.168.0.$i is unused."
echo "192.168.0.$i" >>unused_ip.txt
fi) &
done
wait
#输出使用的ip地址和总数
echo "=========="
cat used_ip.txt
#统计used_ip.txt有多少行
num=$(cat used_ip.txt|wc -l)
echo "一共有$num个在使用"
echo "==========="
echo "*****arp缓存表*****"
arp -a|awk '{print $2,$4}'|grep -v "incomplete"|tr -d '()'
echo “############”
Type :qa! and press 广播风暴：网络环路+交换机的工作原理转发广播 危害：网络越来越来越慢，导致网络瘫痪 防范：1、物理上不形成环路 2、交换机系统里启用STP（生成树）协议 VLAN：工作在交换机。在交换机创建vlan，然后将交换机的接口 不同Vlan:隔离广播域，分割广播域-->控制了广播-->限制通信-->提高安全性 一个VLAN一个网段 VLAN1:默认的 普通:2-1001 扩展：1025-4094 大型机房：20万台 --> 100万台，云服务器 --> 虚拟机 --> xvlan-->k8s,docker 容器技术--> 微服务 ping的过程 1.A先拿自己的ip地址和子网掩码进行运算得到网段号；类似192.168.50.0 2.拿对方的ip地址和自己的子网掩码进行云运算，得到一个网段号。 3.如果两个网段号一样（A，B），则两个网段一致，然后会查询A自己的路由表，发现自己的路由表里有一条直接连接的路由，认为自己可以到达; 随后会发arp广播，得到对方（B）的IP地址的MAC地址，最后封装帧格式，填上对方的mac地址。 4.如果两个网段号不一样(A,C)，说明双方不是同一段网段，然后本身(A)会查询自己的路由表， 如果我们没有配置默认路由，则不会发生ping包，即无法到达对方主；如果配置了默认路由（网关），A主机会查询路由表，得到网关的mac地址，然后发送arp广播得到网关ip对应的mac地址。 中继链路 trunk模式：干道，任何的vlan都可以在上面跑。 trunk链路：允许所有的vlan在这条链路上传输。 三层交换机：具有路由功能的交换机，可以让不同vlan之间实现通信
