第 2 层协议是否允许主机在不连接网络的情况下进行通信?

网络工程 MAC地址 第 2 层 奥西
2022-02-10 04:57:22

请放轻松,因为我只是网络空间的菜鸟。

据我所知,第 2 层协议使用 MAC 地址进行通信,这实际上并不取决于您所在的网络或您是否在网络中。所以我的问题是,仅仅通过在现实世界中的物理相邻,两个主机是否可以以某种形式相互发送数据,即使这意味着通过低级帧进行通信?

编辑:

作为澄清,我想补充一点,我来自假设无线通信只是电磁波,网卡应该能够解码。所以,我们不能只是“广播”一个帧,比如“MAC 地址 ABCD,我想和 EFGH 通话,然后说‘你好!’” ",如果 EFGH 在附近,它会对帧进行解码,而不是丢弃它,它可以只是确认并进行类似的对话。我想说的是,我们是否可以让两个网卡承载设备本质上像对讲机一样,而不使用外部外围设备,因为网卡似乎已经有了这个功能?

请不要将其标记为属于superuseror unix,因为我想从理论的角度问这个问题,第 2 层协议是否能够处理此类事情,因为硬件似乎已经存在?

4个回答

第 2 层协议使用 MAC 地址进行通信,这实际上并不取决于您所在的网络或您是否在网络中。

哦,是的,确实如此。

通信需要数据链路层 (L2) 网络,以及底层物理层网络(L1:接口、端口、电缆)。L2 网络不一定需要使用 MAC 地址,但同样需要。

一个给定的 L2 协议(例如以太网)可以使用各种 L1 协议(例如 100BASE-TX、1000BASE-SX、10GBASE-CX),但是在谈论低级别的“网络”时通常会提到这两个层。

我不确定您所说的“低级帧”是什么意思——这正是 L2 所做的,将字节组织成帧并确保这些帧到达它们的本地目的地(有或没有寻址)。

对于不使用寻址的 L2 协议,以 PPP 为例。

当然,您可以创建自己的网络协议栈,而忽略所有那些 OSI 内容——但同样的功能实际上需要存在于某个地方。

唯一不需要 L2 和 L1 功能的情况是通信仅限于单个主机:不需要寻址和物理移动数据,进程之间的通信可以保持限于 L3 向上。


重新编辑无线网络:这也需要成帧和寻址 - 因此需要第 2 层。MAC 地址是数据链路层的属性。是的,您可以在第 2 层(=直接在数据链路层上的应用层)上进行无线或有线对话。

如果您询问是否始终需要网络层协议:不,如果您仅在本地(在广播域内)通信,则不需要。

所以,我们不能只是“广播”一个帧,比如“MAC 地址 ABCD,我想和 EFGH 通话,然后说‘你好!’” ",如果 EFGH 在附近,它会对帧进行解码,而不是丢弃它,它可以只是确认并进行类似的对话。

这大致就是 Wi-Fi 的工作原理。

我们是否可以让两个网卡承载设备本质上像对讲机一样,而不使用外部外围设备,因为网卡似乎已经有了这个功能?

是的,这是一个无线自组织网络。

我来到这里的假设是无线通信只是电磁波,网卡应该能够解码。

好吧,取决于卡。如果您正在考虑使用两台具有常规有线 LAN 端口(1000BASE-T / 千兆以太网,或者您有什么)的计算机,那么不,它并不是真的那样工作。通过空中发送信号的物理原理与通过电缆(或光纤)发送信号有点不同。因此,对于有线 LAN,您至少需要一根电缆作为外部设备。

另一方面,如果您有 WLAN 卡(802.11 / Wifi),则不需要电缆,因为硬件是为无线传输而设计的。尽管您确实需要一些设置,但要么让一台设备充当接入点,要么查看 ad-hoc 网络。

现在,假设你这样做了,并且可以在主机之间传递以太网帧(*),现在怎么办?我们还可以询问这是否仍然算作“不在网络上”,或者我们是否只是创建了一个。

即使您不需要网络之间的路由(IP 和一般网络层的主要功能之一),它上面的层也有一些有用的东西。TCP 提供逻辑连接、多路复用和可靠传输。或 UDP 仅用于多路复用。

几乎所有现有的应用程序也假设 IP(IPv4 或 IPv6),因此您可能无论如何都想建立一个 IP 网络,即使它使用 Zeroconf 和 mDNS 之类的东西。或多或少是这样,或者您构建自己的软件以直接通过低级协议进行通信,并最终构建您自己的网络堆栈。

(* 我认为那里的以太网是一种常见的情况。当然,它可能会有所不同。)

您可以使用以太网电缆连接两台计算机,它们将进行通信(可能只需要手动分配 IP 地址),或者如果它们在 wifi 范围内,您可以让两个具有无线功能的设备进行通信(这称为 ad-hoc 网络) . 通信仍可能使用 TCP/IP 协议栈进行,因为这是大多数操作系统支持的。如果需要,您可以绕过操作系统(有一个名为 DPDK 的项目正是这样做的)。

不深入它的物理原理,是的,它都是电磁波,但除非你使用某些频率,否则它们不会辐射很远。我们有专门为此设计的网络适配器——我们称它们为 WiFi 网络适配器。您现在可能在手机或笔记本电脑上使用什么。

您可以使用任何您喜欢的媒体——电缆、无线电、灯光、烟雾信号但是,您的适配器需要与它们兼容。