第四十五讲——网桥

<div>　　在我们使用逻辑作为主机间的通信验证时，我们的MAC（物理地址）并不是空闲了，因为在一个网桥上连接的主机，最终的通信一定是依靠MAC（物理地址）实现的，即主机间的通信是依靠设备的。对于本地网络来说，IP地址（逻辑地址）并没有太大的意义，只是为了保证一个网桥上主机发送数据到另一个网桥主机上的时候，能够通过连接网桥的中间设备，这个中间设备能够标记不同的交换网络。</div>
<div><br />
</div>
<div>　　对于在同网络之间转发的数据报文，这个中间设备是不予理会的，当头部的逻辑地址（IP地址）不属于本地网段时，中间设备才会将报文进行转发，这种机制无法通过MAC地址来实现，即这种机制隔离了广播域，而MAC地址的工作机制就是广播。</div>
<div> </div>
<div>　　当A发出的报文目标不在本地，那么报文一定会交给网关，这个网关称为默认网关。这个网关接口相当于一个主机，因此，这个接口也应该有它的MAC地址，我们之前说过，真正的通信是依靠物理地址的，如果没有MAC地址，网关是无法接收到主机发出的报文的，也就是说，本地网络的通信必须要依靠MAC地址，网关接口要接收并转发，就必须要识别MAC报文。网桥接收报文之后不会做任何处理，直接将报文转发给网关，那么问题来了，网关给谁？</div>
<div><br />
</div>
<div>　　这个就是中间设备使用逻辑地址（IP地址）隔离广播域，IP地址的作用就是识别数据包是属于本地网络还是远程网络（不在本地网络的，统一称为远程网络）。</div>
<div>　　有了逻辑地址之后，主机在发送信息时，会将自身的IP地址和对方的IP地址封装进报头，当目标IP不在本地网络时，首先要将报文交给网关，然后由中间设备进行转发。</div>
<div><br />
</div>
<div>　　在网关接收到数据包时，会将MAC地址段拿掉（内网通信依靠MAC地址），然后查看目标IP是哪个网络的主机，将报文进行封装送给目标IP所在的网关接口2，当网关接口2收到报文后只是知道，这个数据包是发给这个网段的2.2（假设IP地址为2.2）的主机，于是网关接口会进行广播，询问谁是2.2，2.2的主机收到后会进行回复，此时会将主机的MAC地址封装在内，网关接口2收到数据包时也就知道了2.2主机的MAC地址，于是封装数据，发送给2.2主机。</div>
<div>所以说IP的作用就是在网络之间转发报文。</div>
<div><br />
</div>
<div>　　MAC地址是16进制的6个段组成，使用冒号隔开，其中全F位的用于广播，任何地址都可以收到。</div>
<div>　　如果一个网桥有多个接口，并且每个接口接一台主机，我们称为交换机。</div>
<div>　　早期网桥是用于桥接两个网络的，当主机同交换机的一个接口相连接时，主机只与这个接口相冲突，并不与其他的设备产生信道的争用，于是有了交换机之后，冲突就被限定在端口与主机之间。</div>
<div><br />
</div>
<div>　　广播其实和交换机没有关系，如果发送方定为接收方的目标地址为全F时则产生广播。在本地网络中，主机间的广播是必不可少的，这是因为其地址结构决定的，主机间的识别是依靠MAC地址的，因此也无法用于判断主机是否处于同一位置（网络）。</div>
<div>　　于是我们必须要将广播进行有效的隔离，也就是说，需要将交换机用中间设备隔离起来。这个中间设备我们称为路由。</div>
<div><br />
</div>
<div>　　交换机（switch），连接各主机用于隔离冲突域。</div>
<div>　　IP地址在MAC地址之上，英语表示本地网络和远程网路。使用点分十进制表示。</div>
<div>　　在我们有了IP地址后，本地网络间的通信也都使用IP地址来标识，先判断其处于同一网络，数据包就不会发送向网关，逻辑地址是附加在操作系统上的，所以逻辑地址是可以改变的，而物理地址（MAC）是实现电器信号传送的，在本地通信中，模型如下，本地通信网关是不参与的。</div>
<div><br />
</div>
<div>　　数据<span style="white-space:pre;">	</span>源IP<span style="white-space:pre;">	</span>目标IP<span style="white-space:pre;">	</span>源MAC<span style="white-space:pre;">	</span>目标MAC</div>
<div>　　发送方发送信息时，会先广播，为了确定逻辑地址所对应的MAC地址。</div>
<div>　　由逻辑地址转换为MAC地址的过程我们称为地址解析（ARP协议）</div>
<div> </div>
<div>　　当A发送到D时，先将数据包发送到R1，R设备接收到之后将MAC地址头部去掉，识别IP网段，通过分析知道D的主机在R设备的另一个接口上，于是将数据包封装后发送到另一个接口，在R2接口收到之后将MAC地址去掉，读取目标IP，并向本地网络广播，询问目标IP，D主机将MAC地址封装后回应，R2接口接收到回应后封装IP地址发送到D主机。</div>
<div><br />
</div>
<div>　　R设备的作用，将一个交换网络的报文转给另一个交换网络，中间涉及MAC地址的转换，这个设备称为路由器，R1和R2称为对应网络的网关，用于转发非本地通信。</div>
<div>将逻辑地址转换为MAC地址的过程我们称为地址解析，也称为ARP解析。</div>
<div>这一协议反过来也是成立的，通过MAC地址寻找对应的IP地址，这称为PARP，，即反向地址解析（本地通信的完成）。</div>

「一键投喂软糖/蛋糕/布丁/牛奶/冰阔乐！」