【网络协议】聊聊从物理层到MAC层 ARP 交换机

物理层

物理层其实就是电脑、交换器、路由器、光纤等。组成一个局域网的方式可以使用集线器。可以将多台电脑连接起来，然后进行将数据转发给别的端口。

数据链路层

Hub其实就是广播模式，如果A电脑发出一个包，B、C电脑也可以收到。那么数据包就是知道给谁使用。
1.这个包是发给谁的，谁应该接收。
2.大家都在发，发送的顺序规则是什么呢
3.发送错误怎么办，有容错机制嘛

而这些问题都是MAC所要解决的，MAC的全称是Medium Access Control，即媒体访问控制 ，控制其实就是解决的是往媒体上发数据的时候，发送顺序的问题，多路访问
信道划分 ： 一个车一个车道，各走各的。
轮流协议 ： 单双号
随机接入协议

第一个，谁给谁发送数据包
链路层地址，其实就是MAC地址。第二层其实就是目标MAC 和 源MAC 。而类型有TCP、UDP等

整体流程就是因为有目标MAC地址，在广播的时候，就可以发现是把数据发送给自己的，然后进一步拆开数据看IP地址也是自己，端口号也是，所以就开始处理流程，如果是web服务器的话，就返回对应的数据，返回的时候其实也是先将自己MAC地址封装进去，然后在封装来时的源MAC，以及IP 和端口号 返回响应。

如何检查容错
其实使用的就是循环冗余检测 CRC，通过XOR亦或算法。来检测在整个传输数据的过程中是否出现错误。

但是有一种场景，那就是知道了IP地址，但是不知道MAC地址，这个时候其实就是使用ARP协议。也就是已知 IP 地址，求 MAC 地址的协议。

整体流程其实就是 1.先查看本地ARP表 2.广播ARP请求 3.ARP应答 4.缓存IP-MAC映射。
因为机器可能下线，所以需要设置一定的缓存期。所以ARP就是在链路层

局域网

虽然使用Hub的方式可以，但是当电脑比较多的时候，使用广播的模式，其实比较浪费数据传输，根本问题其实就是不知道接口对应的机器是哪个MAC地址。所以需要交换器学习。

比如刚开始的时候MAC1电脑给MAC2发送数据，刚开始都不知道对方那个口就是MAC2，先使用广播模式，然后MAC2接收之后，交换机会记录MAC1就是发出的口对应什么MAC地址。时间长了，就会初步形成一个网络结构图。就可以不用广播，直接准确转发。交换机上的学习结构称为转发表。

小结

本篇主要介绍了MAC、ARP、交换机。MAC主要解决的是多路访问堵车的问题。ARP通过吼的方式寻找目标MAC地址，也就是知道IP地址不知道MAC。交换机有学习MAC地址的能力。