0110network_basic.htm

鸟哥的linux私房菜

			title="乙太网路的 MAC 讯框" alt="乙太网路的 MAC 讯框"><br />
			图三、乙太网路的 MAC 讯框
			</center><br />

			在这个 MAC 当中，最重要的就是那个 6 Bytes 的目的与来源位址了！
			事实上，在所有的乙太网路卡当中都有一个独一无二的网路卡卡号，
			那就是上头的『目的与来源位址』，这个位址是硬体位址( hardware address )，
			共有 6 bytes ，分别由 00:00:00:00:00:00 到 FF:FF:FF:FF:FF:FF，
			这 6 bytes 当中，前 3bytes 为厂商的代码，后 3bytes 则是该厂商自行设定的装置码了。
			在 Linux 当中，你可以使用 ifconfig 这个指令来查阅你的网路卡卡号喔！
			不过，由于 MAC 主要是与网路卡卡号有关，所以我们也常常将 MAC 作为网路卡卡号的代称。
			<span class=text_import2>特别注意，在这个 MAC 的传送中，他仅在区域网路内生效，
			如果跨过不同的网域 (这个后面 IP 的部分时会介绍)，那么来源与目的的位址就会跟著改变了。
			这是因为变成不同网路卡之间的交流了嘛！所以卡号当然不同了！</span>如下所示∶<br /><br />

			<center>
			<img src="0110network_basic/mac-2.png" 
			title="在不同主机间持续传送相同资料" alt="在不同主机间持续传送相同资料"><br />
			图四、在不同主机间持续传送相同资料的 MAC 讯框变化
			</center><br />

			例如上面的图示，我的资料要由电脑 A 通过 B 后才送达 C ，而 B 电脑有两块网路卡，
			其中 MAC-2 与 A 电脑的 MAC-1 互通，至于 MAC-3 则与 C 电脑的 MAC-4 互通。
			但是 MAC-1 不能与 MAC-3 与 MAC-4 互通，为啥？因为 MAC-1 这块网路卡并没有与 
			MAC-3 及 MAC-4 使用同样的 switch/hub 相接嘛！所以，资料的流通会变成∶<br />

			<ol><li>先由 MAC-1 传送到 MAC-2 ，此时来源是 MAC-1 而目的地是 MAC-2；
			<li>B 电脑接收后，察看该讯框，发现目标其实是 C 电脑，而为了与 C 电脑沟通，
			所以他会将讯框内的来源 MAC 改为 MAC-3 ，而目的改为 MAC-4 ，如此就可以直接传送到 C 电脑了。</ol>

			也就是说，只要透过 B (就是路由器) 才将封包送到另一个网域 (IP 部分会讲) 去的时候，
			那么讯框内的硬体位址就会被改变，然后才能够在同一个网域里面直接进行 frame 的流通啊！<br /><br />

			另外，这个 MAC 讯框可以容纳多大的资料啊？？在正规的乙太网路当中，
			就如同上<a href="#fig_mac">图三</a>所标示的，一个讯框标准容量最大可达 1500Bytes，
			也就是说，在整条网路上面，一个讯框最大就仅能达到 1500bytes。
			那如果我有 100M Bytes 的资料要传送怎办呢？那您的作业系统会主动的将该 100M bytes 
			的资料拆解成为多个 1500bytes 的讯框后，传送到目的地，再重新组合成为原本 100Mbytes 的档案！
			这里也就可以解释，为什么网路共享媒体一次只能有一部主机使用，
			但是区域网路内的两部电脑却可以同时下载档案？这是因为『每次要发出一个讯框时，
			都需要进行 <a href="#csmacd">CSMA/CD</a> 的监听，而刚刚成功发出讯框的那部主机，
			也需要再使用 <a href="#csmacd">CSMA/CD</a> 来跟大家抢。』
			所以棉，谁能抢到呢？有时后因为网路太忙碌，那么 frame 与 frame 就可能会碰撞啦。<br /><br />

			在早期 10/100 Mbps 的年代，这个 1500 bytes 的网路媒体传输数值还没有多大的影响，
			但到了 gigabit 的年代，如果使用的还是 1500 bytes 时，大型的档案将会被拆解成多个 frame ，
			而多个 frame 就意味著主机需要进行多次资料的拆解，网路也需要进行多次的传输。
			如果可以将这个 MAC 的资料存放处加大的话，那么不就可以节省系统资源，
			并且网路传递的次数也会降低，呵呵！没错～在这样的思考逻辑下，于是目前的 Gigabit Ethernet 
			通常都已经支援大的讯框架构，那就是 Jumbo Frame 棉～
			一般来说，只要是 Gigabit 乙太网路卡都会支援 Jumbo frame 的 (请参考文末的参考文献连结)，
			他的大小通常是定义在 9000 bytes 的，
			不过其他的乙太网路媒体可就不一定了。由于网路媒体支援 Jumbo frame 后，
			他的效能是会有所改善的，所以挑选乙太网路媒体时，记得查阅一下该媒体的说明喔！<br />
			<div style="padding: 10 0 10 0 ;" align="right"><table width="90%"><tr><td><b>Tips:</b><br /><span style="font-style: italic; color : darkgreen">			由于网路卡卡号是跟著网路卡走的，并不会因为重灌作业系统而改变，
			所以防火墙软体大多也能够针对网路卡来进行抵挡的工作喔！
			不过抵挡网卡仅能在区域网路内进行而已，因为 MAC 不能跨 router 嘛！！
			</span></td><td><img src="../images/vbird_face.gif" /></td></tr></table></div>		</div>

		<a name="switch_hub"></a>
		<span class=text_import1>共不共享很重要，集线器还是交换器？</span><br />
		<div class=block2>
		刚刚我们上面提到了，当一个很忙碌的网路在运作时，网路共享媒体就可能会发生碰撞的情况，
		这是因为 <a href="#csmacd">CSMA/CD</a> 的缘故。那我们也知道在一个星形连线当中，
		正中央的那个设备是集线器或交换器来连接各 PC 的。
		那么 Hub 与 Switch 有啥不同啊？其实，<span class=text_import2>那个 Hub 就是网路共享媒体，
		Hub 仅是将所有来自 PC 的 frame 再次送出去给所有的 PC 而已，所以他是个共享媒体。</span><br /><br />

		Switch 则不然喔！Switch 内部具有微处理器以及记忆体，这个<span class=text_import2>记忆体可以记录每个
		switch port 与其连接的 PC 的 MAC 位址</span>，所以，当来自 switch 两端的 PC 要互传资料时，
		每个 frame 将不会透过 <a href="#csmacd">CSMA/CD</a> 的监听，而是透过 switch 
		直接将该 frame 送到目标主机上头去呐！
		也就是说， switch 不是个共享媒体，且 switch 的每个埠口 (port) 都具有独立的频宽喔！
		举例来说，10/100 的 Hub 上连结 5 部主机，那么整个 10/100Mbps 是分给这五部主机的，
		所以这五部主机总共只能使用 10/100Mbps 而已。那如果是 switch 呢？由于『每个 port 都具有 10/100Mbps 的频宽』，
		所以就看您当时的传输行为是如何棉！举例来说，如果是底下的状况时，每个连线都是 10/100 Mbps 的。<br /><br />

			<center>
			<img src="0110network_basic/switch.png" 
			title="Switch 的频宽简介" alt="Switch 的频宽简介"><br />
			图五、Switch 的频宽简介
			</center><br />
		A 传送到 D 与 B 传送到 C 都独自拥有 10/100Mbps 的频宽，两边并不会互相影响！
		不过，如果是 A 与 D 都传给 C 时，由于 C port 就仅有 10/100Mbps ，等于 A 与 D 需要抢 10/100Mbps 来用的意思。
		总之，你就是得要记得的是，switch 已经克服了封包碰撞的问题，因为他有个 switch port 对应 MAC 的相关功能，
		所以 switch 并非共享媒体喔！同时需要记得的是，现在的 switch 规格很多，
		在选购的时候，千万记得选购可以支援全双工/半双工，以及支援 Jumbo frame 的为佳！</br /><br />

		<a name="duplex"></a>
		那什么是<span class=text_import2>全双工/半双工(full-duplex, half-duplex)</span>？
		前面谈到网路线时，我们知道八蕊的网路线实际上仅有两对被使用，一对是用在传送，另一对则是在接收。
		如果两端的 PC 同时支援全双工时，那表示 Input/Output 均可达到 10/100Mbps，
		亦即资料的传送与接收同时均可达到 10/100bps 的意思，总频宽则可达到 20/200Mbps 棉
		(其实是有点语病的，因为 Input 可达 10/100Mbps， output 可达 10/100Mbps ，
		而不是 Input 可直接达到 20/200Mbps 喔！)如果您的网路环境想要达到全双工时，
		使用共享媒体的 Hub 是不可能的，因为网路线脚位的关系，无法使用共享媒体来达到全双工的！
		如果你的 switch 也支援全双工模式，那么在 switch 两端的 PC 才能达到全双工喔！<br /><br />

		</div>

		<span class=text_import1>一些常见的乙太网路技术</span><br />
		<div class=block2>
		如果您常常在网路上搜寻一些硬体资讯时，或者是常常跑到资讯卖场去看看新鲜货时，
		应该会注意到一些网路硬体，尤其是越来越普及的 switch 这玩意儿的相关硬体资讯吧！
		而且，我们知道网路线因为接头的关系而有平行线与跳线，这两种网路线使用的时机并不相同，
		那么你是否一定需要购买特殊的线段才能够连结 PC 与 switch 呢？呵呵！不需要～
		因为现在的硬体实在太聪明了！底下的功能您应该都可以在新的硬体上面发现的！<br /><br />

		<a name=n-way></a>
		<span class=text_import1>自动协调速度机制</span>∶<br />
		我们都知道现在的乙太网路卡是可以向下支援的，亦即是 Gigabit 网路卡可以与早期的 10/100Mbps 
		网路卡连结而不会发生问题。但是，此时的网路速度是怎样判定呢？
		早期的 switch/hub 必须要手动切换速度才行，新的 hub/switch 因为有支援 auto-negotiation 又称为 N-Way
		的功能，他可自动的协调出最高的传输速度来沟通喔！如果有 Gigabit 与 10/100Mbps 在 switch 上面，
		则 N-Way 会先使用最高的速度 (gigabit) 测试是否能够全部支援，如果不行的话，就降速到下一个等级亦即
		100 Mbps 的速度来运作的！<br /><br />

		<a name="auto_mdi"></a>
		<span class=text_import1>Auto MDI/MDIX</span>∶<br />
		那么我们是否需要自行分辨平行线与跳线呢？不需要啦！因为 switch 若含有auto MDI/MDIX 的功能时，
		会自动分辨网路线的脚位来调整连线的，所以您就不需要管你的网路线是跳线还是平行线棉！方便吧！ ^_^<br /><br />
		</div>

		<span class=text_import1>讯号衰减造成的问题</span><br />
		<div class=block2>
		由于电子讯号是会衰减的，所以当网路线过长导致电子讯号衰减的情况严重时，
		就会导致连线品质的不良了。因此，连结各个节点的网路线长度是有限制的喔！
		不过，一般来说，现今的乙太网路 CAT5 等级的网路线大概都可以支援到 100 公尺的长度，
		所以应该无庸担心才是呐！<br /><br />

		但是，造成讯号衰减的情况并非仅有网路线长度而已！如果您的网路线折得太严重(例如在门边常常被门板压，导致变形)
		，或者是自行压制网路线接头，但是接头部分的八蕊蕊线缠绕度不足导致电磁干扰严重，
		或者是网路线放在户外风吹日晒导致脆化的情况等等，都会导致电子讯号传递的不良而造成连线品质恶劣，
		此时常常就会发现偶而可以连线、有时却又无法连线的问题了！因此，当您需要针对企业内部来架设整体的网路时，
		注意结构化布线可是很重要的喔！<br /><br />
		</div>

		<span class=text_import1>结构化布线</span><br />
		<div class=block2>
		所谓的结构化布线指的是将各个网路的元件分别拆开，分别安装与布置到企业内部，
		则未来想要提升网路硬体等级或者是移动某些网路设备时，只需要更动类似配线盘的机柜处，
		以及末端的墙上预留孔与主机设备的连线就能够达到目的了。例如底下的图示∶<br /><br />

			<center>
			<img src="0110network_basic/structure.png" 
			title="结构化布线简易图示" alt="结构化布线简易图示"><br />
			图六、结构化布线简易图示
			</center><br />

		在墙内的布线需要很注意，因为可能一布线完成后就使用 5-10 年以上喔！
		那您需要注意的仅有末端墙上的预留孔以及配线端部分。
		事实上，光是结构化布线所需要选择的网路媒体与网路线的等级，
		还有机柜、机架，以及美化与隐藏网路线的材料等等的挑选，以及实际施工所需要注意的事项，
		还有所有硬体、施工所需要注意的标准规范等等，
		已经可以写满厚厚一本书，而鸟哥这里的文章旨在介绍一个中小企业内部主机数量较少的环境，
		所以仅提到最简单的以一个或两个交换器 (swtich) 串接所有网路设备的小型星形连线状态而已，
		如果您有需要相关硬体结构化布线的资讯，可以参考风信子兄翻译的『Swtich and Fast 
		乙太网路』一书的后半段！至于网路上的高手吗？您可以前往酷学园请教 
		<a href="http://phorum.study-area.org/profile.php?mode=viewprofile&u=801"
		target="_blank">ZMAN</a> 大哥喔！<br />
		</div>
	</div>

	<hr><a NAME="whatisnetwork_osi"></a><img src="../images/penguin-s.gif" alt="小标题的图示" height="23" width="16" align="middle" /><span 
	class="text_h2">OSI 七层协定</span><br />
	<div class=block2>
		目前我们的主机只要能够取得正确的 IP 与相关参数设定时，你就可以连上 Internet 了，
		根本不管你的网路硬体是乙太网路还是光纤网路。而且，你主机的作业系统是啥， Internet 也是不管的！
		这是为什么呢？因为网路的传输是有分层架构的，每个分层 (layer) 是可以独立的。
		同时每个分层都有独自的标准可供依循，例如在网路媒体的硬体部分就可以参考 IEEE 的 802.3 的标准！
		如此一来，大家都可以在自己的分层当中找到相关的标准来设定自己的资料，如此网路连结就变的更容易了。