网络协议学习笔记-从二层到三层

1. 物理层到 MAC 层

1.1 MAC 层数据格式: 目的 MAC 地址 + 源 MAC 地址 + 上层类型 + 数据 + CRC

1.2 二层交换机具有学习功能，记录端口号和 MAC 地址的映射表，如果表里面没有记录这个映射，则会将包发送到除了源端口的所有端口去，并记录下这个源端口和 MAC 地址的映射

1.3 ARP 协议：确定 IP 地址到 MAC 地址的映射，必须在一个子网，通过广播的的形式找到对应 IP 的 MAC 地址，维护 IP 地址到 MAC 地址的映射，有过期时间

1.4 在一个局域网内，有多个交换机，ARP 的广播模式很容易打满带宽

2. 交换机与 VLAN

2.1 网络拓扑复杂的情况下，交换机形成环路无法应对。

2.2 STP(生成树协议)：通过 BPDU(网桥协议数据单元) 比较的方式从图转换为树，缺点是计算量大，碰到跨地域的情况难处理

2.3 VLAN(虚拟局域网)：包的二层头加一个 tag: VLAN ID，相同 VLAN 的包，才会互相转发，不同 VLAN 的包，是看不到的

2.4 交换机之间通过 trunk 口转发，可以收到所有的 VLAN 包

3. ICMP 协议与 ping 命令

3.1 ICMP(互联网控制报文协议)，探寻当前网络状况

　　3.1.1 查询报文类型：比如 ping 命令，ping 不通不代表网络不通，也可能是对方禁止 ping 

　　3.1.2 差错报文类型：比如 Traceroute，点不可达为 3，源抑制为 4，超时为 11，重定向为 5。traceroute 可以通过设置特殊的 TTL，来获取沿途的路由器的信息

4. 网关

4.1 局域网内访问，依据 ARP 协议即可

4.2 跨网段访问，需要网关：

　　4.2.1 普通网管：直接转发，不改写 ip

　　4.2.2 NAT(地址转换)网关：会将局域网内的主机地址改成网关的运营商地址，解决 IP 不够的问题，NAT 需要通过 端口号映射来找到一个局域网内的某一个主机

5. 路由协议

5.1 路由分静态路由和动态路由，静态路由可以配置复杂的策略路由，控制转发策略

5.2 动态路由主流算法有两种，距离矢量算法和链路状态算法。基于两种算法产生两种协议，BGP(外部网关协议)和 OSPF(开放式最短路径优先)协议

5.3 寻找最短路径：

　　5.3.1 距离矢量路由算法：距离矢量路由（distance vector routing）。它是基于 Bellman-Ford 算法的，路由节点挂掉传播很慢

　　5.3.2 链路状态路由算法：链路状态路由（link state routing），基于 Dijkstra 算法

5.4 动态路由协议

　　5.4.1 基于链路状态路由算法的 OSPF(Open Shortest Path First，开放式最短路径优先)：广泛应用在数据中心中的协议。由于主要用在数据中心内部，用于路由决策，因而称为内部网关协议（Interior Gateway Protocol，简称 IGP）。内部网关协议的重点就是找到最短的路径。在一个组织内部，路径最短往往最优。当然有时候 OSPF 可以发现多个最短的路径，可以在这多个路径中进行负载均衡，这常常被称为等价路由

　　5.4.2 基于距离矢量路由算法的 BGP

5.5 自治系统(AS)

　　5.5.1 Stub AS：对外只有一个连接。这类 AS 不会传输其他 AS 的包。例如，个人或者小公司的网络。

　　5.5.2 Multihomed AS：可能有多个连接连到其他的 AS，但是大多拒绝帮其他的 AS 传输包。例如一些大公司的网络。

　　5.5.3 Transit AS：有多个连接连到其他的 AS，并且可以帮助其他的 AS 传输包。例如主干网。

标签：算法,协议,网关,二层,网络协议,地址,MAC,三层,路由
来源： https://www.cnblogs.com/diankezhangli/p/14806272.html