第5讲 | 从物理层到MAC层：如何在宿舍里自己组网玩联机游戏？

2018-05-28 刘超

《趣谈网络协议》

课程介绍

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讲述：刘超

时长:大小4.91M

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上一节，我们见证了 IP 地址的诞生，或者说是整个操作系统的诞生。一旦机器有了 IP，就可以在网络的环境里和其他的机器展开沟通了。
故事就从我的大学宿舍开始讲起吧。作为一个八零后，我要暴露年龄了。
我们宿舍四个人，大一的时候学校不让上网，不给开通网络。但是，宿舍有一个人比较有钱，率先买了一台电脑。那买了电脑干什么呢？
首先，有单机游戏可以打，比如说《拳皇》。两个人用一个键盘，照样打得火热。后来有第二个人买了电脑，那两台电脑能不能连接起来呢？你会说，当然能啊，买个路由器不就行了。
现在一台家用路由器非常便宜，一百多块的事情。那时候路由器绝对是奢侈品。一直到大四，我们宿舍都没有买路由器。可能是因为那时候技术没有现在这么发达，导致我对网络技术的认知是逐渐深入的，而且每一层都是实实在在接触到的。
第一层（物理层）使用路由器，是在第三层上。我们先从第一层物理层开始说。
物理层能折腾啥？现在的同学可能想不到，我们当时去学校配电脑的地方买网线，卖网线的师傅都会问，你的网线是要电脑连电脑啊，还是电脑连网口啊？<...

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精选留言

盖
2018-05-29
ARP广播时，交换机会将一个端口收到的包转发到其它所有的端口上。比如数据包经过交换机A到达交换机B，交换机B又将包复制为多份广播出去。如果整个局域网存在一个环路，使得数据包又重新回到了最开始的交换机A，这个包又会被A再次复制多份广播出去。如此循环，数据包会不停得转发，而且越来越多，最终占满带宽，或者使解析协议的硬件过载，行成广播风暴。
作者回复: 赞
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盖
2018-05-29
之前有无盘工作站，即没有硬盘的机器，无法持久化ip地址到本地，但有网卡，所以可以用RARP协议来获取IP地址。RARP可以用于局域网管理员想指定机器IP（与机器绑定，不可变），又不想每台机器去设置静态IP的情况，可以在RARP服务器上配置MAC和IP对应的ARP表，不过获取每台机器的MAC地址，好像也挺麻烦的。这个协议现在应该用得不多了吧，都用BOOTP或者DHCP了。
作者回复: 对的，赞
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阡陌
2018-05-30
不得不说，看留言也能学到很多东西
作者回复: 高手还是很多的
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没心没肺
2018-05-28
Hub： 1.一个广播域，一个冲突域。 2.传输数据的过程中易产生冲突，带宽利用率不高 Switch： 1.在划分vlan的前提下可以实现多个广播域，每个接口都是一个单独的冲突域 2.通过自我学习的方法可以构建出CAM表，并基于CAM进行转发数据。 3.支持生成树算法。可以构建出物理有环，逻辑无环的网络，网络冗余和数据传输效率都甩Hub好几条街。SW是目前组网的基本设备之一。
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作者回复: 赞
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偷代码的bug农
2018-05-29
一直坚持看到第五讲，我理解能力太差了，感觉还是一头雾水唉……
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戴劼 DAI JIE🤪
2018-06-07
当年上课学习记住了交叉线和直连线的区别，工作后有一次两台机器对拷，发现网卡能自适应直连线，懵逼了。
作者回复: 是的，现在自适应了
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hujunr
2018-07-30
当时用的交换机，把一条网线的2端同时接到交换机了，结果所有电脑都连不上网了，这是为什么？
作者回复: arp广播塞满了
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天边的一只鱼
2019-04-12
看了前几章，个人理解下访问外网ip的流程，不知道对不对，我现在在公司的内网想要访问一个北京的外网ip，首先把我自己的ip地址，mac地址，端口，外网的ip地址，端口，在内网吼一下，被公司网关收到，判断下这个ip是不是内网的，不是的话，添加上公司自己的mac地址，然后往更上一层吼一下(某个区域电信的网关)，然后这个区域的电信网管判断下ip是不是我这一片的,再试再加上自己的mac地址，再层层往上吼，一直找到这个ip为止。不知道这么裂解对不对，刘老师。
作者回复: 对的
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Z3
2018-05-30
当年玩魔兽经常出现他建房我看不见，我建房他能看见之类的问题。这些可能是应用层的问题吗？
作者回复: 这个，场景不在了，很难分析
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远心
2018-09-15
用网线直接连接两台计算机的方式，如何知道另一台计算机的 MAC 地址？使用 ARP 协议吗？也就是说其实每一台计算机都安装着 ARP Client/Server 吗？
作者回复: 是arp，内核里面就有这部分逻辑
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天王
2019-03-05
网络分层第一层物理层，第二层数据链路层。物理层提供设备，即数据传输的通路，将多台设备连接起来。设备如网线，接线头，hub等。数据链路层，即mac层，medium access controller，媒体访问控制，需要解决几个问题1谁先发谁后发，2发给谁，谁接收，3 发送出现了错误，怎么办。1 .1信道划分，各走各的道 1.2 轮流 1.3 ，随机接入协议，错开高峰，不行就等。2.1 mac地址即数据链路层地址，第二层数据包格式，依次是mac地址，目标mac，源mac，数据类型比如ip数据包，数据包在链路层上广播，目标mac的机器会找到，去掉mac包，看下ip是自己的，则认为是发给自己的，再打开tcp包，发现端口是80，会交给nginx，让nginx处理。第二层最后面是CRC，循环冗余检测，来计算发送过程中是否发生错误。现在有ip，没mac，需要将mac放入数据包。需要ARP协议，通过ip找mac，1 查找本地ARP表，有的直接返回，2 广播ARP请求，靠吼，3等着应答。hub是广播的，什么都会发出去，让主机判断，需不需要。交换机比较智能，他有记忆功能，一开始不知道哪个mac对应哪台电脑，一开始会都广播，后来有应答之后，会记住哪台电脑，以后就直接发到那台电脑上。 - [ ]
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kevinsu
2018-08-25
是不是可以理解成交换机是具备学习功能的hub
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黑猫紧张
2018-12-01
ARP协议是在局域网中的，那么在公网中二层如何获得目标mac地址？
作者回复: 公网也是一个个的局域网组成的呀
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N_H
2019-06-28
老师，根据你前面的几个讲解，我理解到，机器A知道机器B的ip无法准确进行通信，因为ip可以在局域网内进行分配。但是知道mac地址肯定是能进行通信的，因为mac地址是唯一的，无论这个机器到哪里去了，我都能通过mac地址找到这个机器，既然这样，那为什么还需要ip地址？这是我看了几期课程以来一直的疑问。
作者回复: mac是局域网的定位，ip是跨网络的定位
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Jerry银银
2019-05-15
文章开头说到：一旦机器有了 IP，就可以在网络的环境里和其他的机器展开沟通了。我有个疑问：机器没有ip，就不能和其它机器通信了吗？
作者回复: 不能呀，至少不能通过TCP/IP协议栈进行通信，其他通信方式不在这门课讨论之列
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楊_宵夜
2018-06-08
连续看了好几篇！真的是大道至简！逻辑无比清晰！细节的深度刚刚好！赞！以太网也是个很有趣的东西，记得在知乎上看到过，最离奇的Bug都有哪些。其中一个关于以太网的是说，某个大学因为建筑施工，挖掘机的声波频率影响了光纤电缆中的信号传输，导致信号最多只能传输520多公里哈哈哈，也就是说520公里以外的服务器都访问不到了。这里细节肯定记错了，抛个砖，有兴趣的各位可以在知乎搜搜😂😂
作者回复: 谢谢啦
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Yuki
2019-06-13
非科班出身，理解很困难。但每天坚持看一篇，多看看一定能慢慢理解～
作者回复: 可以几天看一篇的，慢慢消化，不图快
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高磊
2019-04-11
局域网玩的是魔兽争霸，不是魔兽世界
作者回复: 哈哈
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heyman
2019-05-23
"这里还有一个没有解决的问题，当源机器知道目标机器的时候，可以将目标地址放入包里面，如果不知道呢？一个广播的网络里面接入了 N 台机器，我怎么知道每个 MAC 地址是谁呢？这就是ARP 协议，也就是已知 IP 地址，求 MAC 地址的协议。" 请问一下，机器a是怎么知道机器b的ip？
作者回复: 是人知道的。从a机器上，访问b机器上的网站，不得输入一个b机器的地址呀。就是访问163，也有个地址呀，是人知道地址，告诉机器的
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magict4
2018-06-18
两台电脑直连的情况下，谁是网关呢？电脑可以充当网关吗？
作者回复: 不用配置网关就能通
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