以太网协议

FC(Fibre Channel)是美国国家标准协会（ANSI）制定的一种串行数据协议，它是高性能的混合接口，它支持FDDI(光纤分布式数据接口)，PI(高效并行接口)，IPI(智能外围接口)，SCSI(小型计算机系统接口)，ATM(异步传输模式)等多种高姐协议，可实现大容量，高速度和高效的信息传输。FC的最大特性就是将网络和设备的通信协议与传输物理介质隔离开，多种协议可以在同一物理连接上传输，高性能存储体和宽带网络使用单一的I/O接口互联。同时，它还支持热插拔。 FC由五个功能不同的层次组成： FC-0，为最底层，定义物理连接，包括光纤、连接器等的物理特性，传输速度和光电参数等。 FC-1，定义了传输协议包括串行的编解码原理，特殊字符和错误可控制。 FC-2，信号协议层，定义了端口之间转移的数据帧格式和协议。 FC-3，公共服务层，被用了提供高级特性所需求的公共服务，例如，多点广播（发送一个信息到多个端口）等。 FC-4，FC结构中的最高层，定义了能执行光纤通道的应用接口。例如，SCSI, IPI, IP, ATM等。 FCoE(Fibre Channel over Ethernet)以太网光纤通道。是由数家IT厂商向美国国家标准协会(ANSI)T11委员会提交的一种新技术标准的提，2009年6月标准完成(FC-BB-5)。FCoE基于FC模型而来，仍然使用FSPF和WWN/FC

前言 数据链路层是OSI参考模型中的第二层，介乎于物理层和网络层之间。数据链路层在物理层提供的服务的基础上向网络层提供服务，数据链路层是对物理层传输原始比特流的功能的加强，将物理层提供的可能出错的物理连接改造成为逻辑上无差错的数据链路，使之对网络层表现为一无差错的线路。为达到这一目的，数据链路必须具备一系列相应的功能。本文就数据链路层具有的功能进行相关介绍。 一、 数据链路的概念以及相关基础知识 上图为两台主机通过互联网进行通信时数据链路层所处的地位。 本文只关心在协议栈中水平防线的各数据链路层。当H1向H2发送数据时，我们可以想象数据就是在数据链路层从左向右水平传送的。于是在数据链路层的层面上，有如下链路：H1链路层→R1链路层→R2链路层→R3链路层→H2链路层 由此，我们引出了一些基本概念： 链路（link）：一条无源的物理线路段，中间没有其他的交换结点。一条链路只是一条通路的一个组成部分。 数据链路（date link）：除了物理线路外，还必须有通信协议来控制这些数据的传输。若把实现这些协议的硬件和软件加到链路上，就构成了数据链路。 现如今，最常用的方法就是使用网络适配器（网卡）来实现这些要求，一般网卡包含了数据链路层和物理层两层的功能。 数据在信道中传输，其在数据链路层中的数据单元叫做帧。 数据链路层把网络层交下来的数据封装成帧发送到链路上，并将收到的帧中的数据取出

原文： 深入浅出 TCP/IP 协议栈 0. 简介 　　TCP/IP 协议栈是网络通信中一系列网络协议的综合，是核心骨架。它定义了电子设备接入因特网、以及数据在它们之间的传输方式，是一份标准。TCP/IP 协议采用 4 层结构，分别是 应用层、传输层、网络层和链路层 ，每一层都呼叫它的下一层所提供的协议来完成自己的需求。我们大部分的工作是在看得见摸得着的应用层上，所以下层的事情不用太操心；其次网络协议本身是体系复杂庞大，想要精通需要花费大量时间经历，但这不妨碍简单探索一下 一个主机上的数据要经过哪些过程才能发送到对方的主机上 。 0.5 物理介质 　　物理介质的重要性不言而喻，就是通过光纤、双绞线、无线电波等物理手段把电脑连接起来，电信号(0和1)在其中传输。物理介质的不同决定了电信号的出传输带宽、速率、传输距离以及抗干扰性等等。 　　TCP/IP 协议栈分为四层，每一层都由特定的协议与对方进行通信，协议之间的通信最终会被转化成 0、1电信号通过物理介质传输才能到达对方电脑。 　　下图是一张 TCP/IP 协议的基本框架： 　　每当通过 http 发起一个请求的时候，应用层、传输层、网络层和链路层的相关协议依次对该请求进行包装并携带对应的 首部 ，最终在链路层生成 以太网数据包 ，以太网数据包通过物理介质传输给对方主机，对方接收到数据包以后，然后再一层一层采用对应的协议进行拆包

前言 数据链路层是OSI参考模型中的第二层，介乎于物理层和网络层之间。数据链路层在物理层提供的服务的基础上向网络层提供服务，数据链路层是对物理层传输原始比特流的功能的加强，将物理层提供的可能出错的物理连接改造成为逻辑上无差错的数据链路，使之对网络层表现为一无差错的线路。为达到这一目的，数据链路必须具备一系列相应的功能。本文就数据链路层具有的功能进行相关介绍。 一、 数据链路的概念以及相关基础知识 上图为两台主机通过互联网进行通信时数据链路层所处的地位。 本文只关心在协议栈中水平防线的各数据链路层。当H1向H2发送数据时，我们可以想象数据就是在数据链路层从左向右水平传送的。于是在数据链路层的层面上，有如下链路：H1链路层→R1链路层→R2链路层→R3链路层→H2链路层 由此，我们引出了一些基本概念： 链路（link）：一条无源的物理线路段，中间没有其他的交换结点。一条链路只是一条通路的一个组成部分。 数据链路（date link）：除了物理线路外，还必须有通信协议来控制这些数据的传输。若把实现这些协议的硬件和软件加到链路上，就构成了数据链路。 现如今，最常用的方法就是使用网络适配器（网卡）来实现这些要求，一般网卡包含了数据链路层和物理层两层的功能。 数据在信道中传输，其在数据链路层中的数据单元叫做帧。 数据链路层把网络层交下来的数据封装成帧发送到链路上，并将收到的帧中的数据取出

以太网概述 一、以太网标准 1、10GE Mb/s 万兆以太网 802.3ae 2、1000Mb/s 千兆以太网 802.3z/ab 3、快速以太网 802.3u 4、标准以太网 802.3 二、以太网进化 共享式以太网 1、共享式以太网工作原理 CS：载波侦听 在发送数据之前对链路进行监听，以保证链路空闲状态，减少冲突。 MA：多址访问 每个站点发送的数据，可以同时被多个站点接收。 CD：冲突检测 边发边检测，发现冲突就停止，然后延迟一个随机时间之后继续发送。 冲突检测原理： 由于两站点同时发信号，经过叠加后，会使线路上电压摆动超过正常值的一倍，据此判断是否产生冲突。 2、共享式以太网双工模式： 半双工 3、共享式以太网速率 ： 10m/s 4、共享是以太网缺点：  广播泛滥 原因：多址访问  安全性差 原因：hub工作在物理层  速率低、冲突严重 原因：半双工工作方式、任何时刻数据只能从一个方向到另一个 方向 交换式以太网 1、交换式以太网工作原理 根据MAC地址表转发 MAC地址表：基于源MAC地址学习，目的MAC地址转发。  若目的MAC为单波，则查找MAC地址表，若MAC地址表有此MAC地址进行转发，若MAC地址没有此MAC地址，则在链路泛洪。  若目的MAC为广播，在链路上泛洪。  老化机制维护MAC地址表使用。 2、MAC转发表 交换式以太网解决问题： 1

2.1 iSCSI协议模型，iscsi【会话层协议，即应用协议】 iSCSI使用TCP/IP协议在不稳定网络上进行可靠的数据传输。iSCSI层和标准SCSI集在协议栈中的位置如图1所示。iSCSI层包括了已封装的SCSI命令、数据和状态。就是说若Initiator端的操作系统或应用程序需要进行数据写操作，SCSI的CDB(Command Description Block命令描述块)必须被封装以便能够在串行千兆位链接上传输到Target端。iSCSI属于端到端的会话层协议，它定义的是SCSI到TCP/IP的映射，即Initiator将SCSI指令和数据封装成iSCSI协议数据单元，向下提交给TCP层，最后封装成IP数据包在IP网络上传输，到达Target后通过解封装还原成SCSI指令和数据，再由存储控制器发送到指定的驱动器，从而实现SCSI命令和数据在IP网络上的透明传输。它整合了现有的存储协议SCSI和网络协议TCP/IP，实现了存储与TCP/IP网络的无缝融合。 iscsi的网络应用类型： SAN网络：Storage Area Network 存储区域网络，多采用高速光纤通道，对速率、冗余性要求高。使用iscsi存储协议，块级传输。 NAS网络：Network Attachment Storage，网络附件存储，采用普通以太网，对速率、冗余无特别要求，使用NFS

各式各样的数据在网络介质中通过网络协议(如TCP/IP)进行传输时，如果信息量过大而不加以限制的话，那么超额的网络流量就会导致设备反应缓慢，由此就造成了网络延迟。 延迟越低越好，效率越高越好，这不仅仅是数据中心网络的要求，我们平常使用的内部网络同样也希望如此。当前的网络速度有万兆、2.5万兆、4万兆，甚至10万兆、20万兆……的趋势都已经来了，网络带宽似乎已经不是主要的瓶颈了，而服务器系统和CPU本身逐步转为了制约网络I/O的瓶颈，影响服务器的整体性能。 如何解决问题？ 解决问题的基本思路就是：通过应用程序直接读取和写入远程内存，而无需CPU介入进行多次拷贝内存，还可绕过内核直接向网卡写数据，实现了高吞吐量、超低时延和低CPU开销的效果。 实现这样功能的技术就是RDMA（Remote Direct Memory Access）技术，也就把RDMA【远程直接数据存取】技术运用到了网卡控制器上。 那么具有RDMA功能的网卡和不具有RDMA网卡的有什么不同呢？ 首先不具备RDMA功能的网卡的传输路径过程是：应用程序--->系统--->内存--->CPU--->内存--->硬盘---->内存--->网卡。 而具有RDMA功能的网卡，在进行数据传输时候，网卡绕过CPU来实现服务器间的内存数据交换：应用程序--->内存--->硬盘---->内存--->网卡。大大地简化了过程

Intel Omni-Path Architecture (OPA) 是一种与InfiniBand相似的网络架构 可以用来避免以下PCI总线一些缺陷： 1、由于采用了基于总线的共享传输模式，在 PCI总线上不可能同时传送两组以上的数据，当一个 PCI设备占用总线时，其他设备只能等待； 2、随着总线频率从 33MHz提高到 66MHz，甚至 133MHz（ PCI-X），信号线之间的相互干扰变得越来越严重，在一块主板上布设多条总线的难度也就越来越大； 3、由于 PCI设备采用了内存映射 I/O地址的方式建立与内存的联系，热添加 PCI设备变成了一件非常困难的工作。目前的做法是在内存中为每一个 PCI设备划出一块 50M到 100M的区域，这段空间用户是不能使用的，因此如果一块主板上支持的热插拔 PCI接口越多，用户损失的内存就越多； 4、 PCI的总线上虽然有 buffer作为数据的缓冲区，但是它不具备纠错的功能，如果在传输的过程中发生了数据丢失或损坏的情况，控制器只能触发一个 NMI中断通知操作系统在 PCI总线上发生了错误； 首先来看 Infiniband的协议层次与网络结构 Infiniband的协议采用分层结构，各个层次之间相互独立，下层为上层提供服务。其中 ,物理层定义了在线路上如何将比特信号组 成符号 ,然后再组成帧、 数据符号以及包之间的数据填 充等

参考链接： http://www.ruanyifeng.com/blog/2012/05/internet_protocol_suite_part_i.html http://www.ruanyifeng.com/blog/2012/06/internet_protocol_suite_part_ii.html 一张图大致了解互联网协议： 互联网有不同的模型，这里分为五层： 每一层都定义了很多协议，所有协议总称为“互联网协议”。 1.实体层 把电脑连接起来的物理手段（比如光纤、电缆、无线电波等），负责传送0和1 的电信号 2.连接层 确定0和1的分组方式 以太网 （一种电信号分组方式） 以太网规定，一组电信好构成一个 数据包 ，叫做"帧"（Frame）。每一帧分成两个部分：标头（Head）和数据(Data)。 标头主要包含一些说明数据（发送者和接收者信息），数据则是信息主体。 标头的长度，固定为18字节。数据的长度，最短为46字节，最长为1500字节。因此，整个帧最短为64字节，最长为1518字节。如果数据很长，就必须分割成多个帧进行发送。 注：以太网规定，连入网络的所有设备，都必须具有"网卡"接口。 数据包必须是从一块网卡，传送到另一块网卡。网卡的地址，就是数据包的发送地址和接收地址 ，这叫做 MAC地址 。有了MAC地址，就可以定位网卡和数据包的路径了。

　　交换机可以起到扩展局域网的作用，交换机的每个接口直接与一个单台主机或另一个以太网交换机相连，它一般都工作在全双工方式。交换机的接口处有存储器，能在输出端口繁忙时把到来的帧进行缓存，在线路空闲时转发出去。同时它是一种即插即用设备，其内部维护着一个帧交换表，这个帧交换表通过自学习算法自动地逐渐建立起来。 交换机帧交换表自学习建立过程： 　　 　　刚开始时，交换机里面的交换表为空。假设此时PC6给PC13发送一个帧，该帧从接口1进入交换机，交换机收到该帧后，先查找交换表，如果找到对应的接口对应项目就直接转发该帧，没有查到应从哪个接口转发这个帧就进行如下的过程。接着，交换机把这个帧的源地址PC6的MAC地址和接口1写入交换表中，并向除接口1以外的所有接口广播这个帧。PC5和PC14收到这个帧后，由于目的地址不对，于是丢弃这个帧，PC13的地址和MAC帧中的目的地址相同，PC13收下这个帧，此时交换机把PC13的MAC地址和接口2写入交换表。有时交换机的接口会更换主机，或者主机会更换网卡（网络适配器），这就需要更改交换机交换表中的项目，为此，在交换表中的每个项目都设有一定的有效时间，过期的项目会被自动删除。 交换机和路由器的区别： 　　1.集线器、交换机都是做端口扩展的，就是扩大局域网(通常都是以太网)的接入点，也就是能让局域网可以连进来更多的电脑。路由器是用来做网间连接