聊聊网络通信机制中的物理传输和数据链路

今天来聊一聊关于计算机中的网络通讯息息相关的内容。

在计算机中,数据中的传输离不开分层协议。为什么分层?分几层?每一层都在做什么?今天我们来一起看看;

村里有个姑娘叫老薛,长得好看又漂亮,一米八几的大高个而且还幽默;

老薛花费巨资,买了两个电脑,但是有个问题,希望这两个电脑能够通讯,但是怎么办呢?

老薛找了根线,直接怼上。好了,恭喜,通了; 通过物理接线的方式,直接进行数据交互;

在这种情况下,就出现了一个问题,如果我有多个设备,那么为了保证多个设备上都能够传输数据,就导致我的连线特别复杂:

这里对于硬件设备4和5都还没有画,如果也画上直接废废了。所以老薛开动小脑袋瓜,想到了一个比较好的方式;

能不能使用转发的思想来解决呢?

假设我有一个设备,能够帮助我通过将比如将1号 的的信息发送到5号, 这样似乎也不赖;

这里使用的就是HUB集线器

这里集线器采用的方式就是广播;

通过广播的方式将数据发送出去,但是他存在一些问题:

  • 数据转发的时候,不是Hub集线器去判定数据从哪个源出来,到哪里去,而是把所有的信息都转发的所有设备上;导致数据传输速度差;网络链路的利用率差;
  • 数据广播的时候,带宽利用率很差;甚至可能出现错误数据,主要是如果同一时刻存在多个设备发送数据,比如1号设备发送数据给4号,3号设备发送数据到2号,此时可能导致4号设备接收到的数据是1号和3号数据杂糅在一起的;可以使用CSMA/CD 来避免这种情况;
  • 比较适合网络设备很少的情况;另外一般情况下使用的都是双绞线

在这样的情况下,我想到了一个绝妙的注意:

能不能做一张表,这张表中能够记录一个设备编号,然后再加一个物理端口,然后用一个设备去记录:

这样数据设备1 在给设备2发送信息的时候,就会通过交换机,然后再交换机内部通过查表的方式来确定另外一台设备在哪里;

因为在交换机中,能够保证的是全双工通信 ;并且还能够进行桥接

为什么能够做到这一点呢?

使用到连接线就是我们现在看到的网线,一共8根线,最少有4根可以接受消息,另外4根就可以发送消息;

这样就保证了同一时刻不需要担心数据在链路中出现糅杂的情况;

另外一个原因就是因为使用了交换机,而交换机内部是能够查表的方式来指定广播的目标地址,而不是将信息都广播到所有设备上;

那么另外一个问题就是交换机中的表是如何创建出来的呢?

  • 当买了一台交换机之后,连接多台设备,此时交换机中是没有映射表的;
  • 当你通过设备A给设备B发送信息的时候,此时交换机中会查表,但是表是空的,所以会记录A设备的信息
  • 记录A中的[mac地址,物理端口],然后广播到其他两台机器上;
  • 然后当B给其他设备发送信息的时候,也会记录B的[mac地址,物理端口];
  • 依次往复,所有的设备中的mac地址和物理端口被记录下之后成为一张表;

mac地址是你的设备出厂之后就带的,当然也是可以修改的,它是数据通信的基石;数据通过mac地址进行传输;

Tips:mac地址是一个6个分段,每个分段是8个字节,一共48个字节长度;另外这里的表不是路由表;

如何完成桥接呢? 其实就是我们可以通过网线连接多个交换机;

  • 这里对于交换机sw1sw2而言;也是在刚开始的时候就会进行全局广播;
  • 然后如果1号设备发信息到6号设备,此时在 * sw1 中记录的就是 [1号设备mac地址,1号端口] *
  • 然后等到找到第二台交换机,到下一次6号设备1号设备的时候,在 * sw2 *中记录[1号设备mac地址,5号端口];
  • 依此类推,两个交换几种记录的表如下:

针对于这个,现在有两个问题:为什么ne?

问题1:如果mac地址负责数据传输,IP还有意义吗?

问题2:按照交换机的存储映射表,会存在那些问题呢?

相关推荐
Victor3569 小时前
https://editor.csdn.net/md/?articleId=139321571&spm=1011.2415.3001.9698
后端
Victor3569 小时前
Hibernate(89)如何在压力测试中使用Hibernate?
后端
灰子学技术11 小时前
go response.Body.close()导致连接异常处理
开发语言·后端·golang
Gogo81612 小时前
BigInt 与 Number 的爱恨情仇,为何大佬都劝你“能用 Number 就别用 BigInt”?
后端
fuquxiaoguang12 小时前
深入浅出:使用MDC构建SpringBoot全链路请求追踪系统
java·spring boot·后端·调用链分析
毕设源码_廖学姐13 小时前
计算机毕业设计springboot招聘系统网站 基于SpringBoot的在线人才对接平台 SpringBoot驱动的智能求职与招聘服务网
spring boot·后端·课程设计
野犬寒鸦14 小时前
从零起步学习并发编程 || 第六章:ReentrantLock与synchronized 的辨析及运用
java·服务器·数据库·后端·学习·算法
逍遥德15 小时前
如何学编程之01.理论篇.如何通过阅读代码来提高自己的编程能力?
前端·后端·程序人生·重构·软件构建·代码规范
MX_935915 小时前
Spring的bean工厂后处理器和Bean后处理器
java·后端·spring
小迷糊的学习记录15 小时前
0.1 + 0.2 不等于 0.3
前端·javascript·面试