网络基础2

Posted 2022-04-19 ohana！

目录

一，网络设备及其技术

1.集线器

工作环境

作用

2.交换机

工作环境

作用

3.主机

工作环境

作用

4.主机&路由器

作用

5.路由器

作用

6.路由器功能总结

二，冲突域

概念

构成

三，广播域

概念

构成

四，应用层重点协议

1.DNS

概念

作用

2.NAT

3.NAPT

4.HTTP/HTTPS

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一，网络设备及其技术

1.集线器

工作环境

• 集线器时工作在物理层的网络设备

作用

• 发送到集线器的数据，都只是简单的将数据复制后转发到其他所有的端口

2.交换机

工作环境

• 交换机工作在数据链路层，交换机内部会记录并维护一张MAC地址转换表

作用

简单点说就是：MAC地址转换表+转发对应端口

1. MAC地址转换表主要记录MAC地址与端口之间的映射。（端口指交换机后边的物理端口）
2. 主机连接到交换机，及主机发送数据的时候，交换机可以学习并记录该主机MAC地址与端口信息
3. 交换机接收到数据报以后，在MAC地址转换表中，通过目的MAC查找到对应的端口，则目的主机为该端口相连接的主机。只需要将数据报转发到对应端口上即可
4. 以上是使用MAC地址转换表，通过目的MAC能找到对应端口的情况；如果找不到，交换机设置数据报目的MAC为广播地址FF:FF:FF:FF:FF:FF，发送到其他所有端口，目的主机返回响应后，交换机再记录该主机MAC与端口的映射信息

3.主机

工作环境

发送数据报时，发送端主机从上到下开始封装

作用

网络分层从上到下封装

由“一跳一跳的网络数据传输”可知，以上：

• 源IP与目的IP标识整个路途的起点和终点；
• 源MAC与目的MAC标识了每一跳的起点和终点；

此时，需要根据发送端主机（源主机）与接收端主机（目的主机）是否在同一网段，来设置下一跳设备：

• 源主机和目的主机在同一个网段时，下一跳设备就是目的主机；
• 发送端主机和接收端主机在不同网段时，发送端主机是无法知道目的主机在哪，此时会设置下一跳设备为网关设备

4.主机&路由器

作用

ARP缓存表+ARP寻址

首先，ARP是一个介于数据链路层和网络层之间的协议；ARP协议建立了IP地址与MAC地址的映射关系

在数据链路层，寻找下一跳设备MAC地址的过程，称为ARP寻址：
（1）主机和路由器中都保存了一张ARP缓存表：通过IP地址可以找到对应的MAC地址。
（2）根据下一跳设备的IP地址，在ARP缓存表中能找到对应的MAC地址，则可以设置目的MAC并发送数据报。
（3）如果找不到，则发送ARP广播数据报：目的MAC为广播地址，询问下一跳设备的MAC地址。

5.路由器

作用

（1）网关

• 路由器作为网关，可以划分公网和局域网，某些路由器还可以将局域网划分为多个子网（不同网段）
• 公网端口即WAN口，为单独的网卡，具有公网IP地址和公网MAC地址。
• 划分的多个子网，是由局域网端口即LAN口划分，每个端口都有单独的网卡，具有该网段IP地址和MAC地址
• 家庭用的路由器不能划分局域网子网，企业级专业路由器才能划分
• 划分局域网多个子网时，可以直接通过ARP寻址找到局域网任意主机。（这里的局域网就是路由器下的多个子网组成的局域网）
• 划分公网和局域网时，局域网内主机发送数据报到公网主机时，需要基于NAPT协议，将局域网主机的IP地址和端口号，转换为路由器公网IP和端口号（指路由器中运行的程序的端口） 

（2）路由

• 所谓路由，即在复杂的网络结构中，找出一条通往终点的路线
• 网络通信（网络数据传输），路由器中的路由功能，就类似于规划路线，往哪个方向行进能更快到达目的地

6.路由器功能总结

1. 划分子网（一个局域网有不同网段）
2. ARP缓存表，记录路由器所在局域网内所有主机的IP和MAC地址（能找到局域网内所有的主机）
3. 具有WAN口，绑定公网IP，如果目的主机不在局域网内，就需要通过NAPT技术，将源ip/port从局域网内主机的转换为路由器公网的ip/port
4. 路由功能，如果目的主机是公网的主机，就可以通过路由功能，计算出哪一条路最近

二，冲突域

概念

• 主机之间通过网络设备（集线器、交换机）的物理端口、网线相连时，两个主机在同一时刻同时发送数据报，如果存在冲突，则该网络范围为一个冲突域（Collision Domain）
• 冲突域是基于第一层物理层，又称为碰撞域 

构成

集线器：所有端口构成一个冲突域

交换机：一个端口构成一个冲突域

三，广播域

概念

• 广播是指某个网络中的主机同时向网络中其它所有主机发送数据（IP、MAC地址设置为广播地址），这个数据所能传播到的范围即为广播域（Broadcast Domain）
• 广播域基于第二层数据链路层

构成

集线器：所有端口都是一个广播域

交换机：所有端口都是一个广播域

路由器：LAN口（不同网段是一个广播域），隔离广播域

四，应用层重点协议

1.DNS

概念

• DNS，即Domain Name System，域名系统。DNS是一整套从域名映射到IP的系统
• TCP/IP中使用IP地址来确定网络上的一台主机，但是IP地址不方便记忆，且不能表达地址组织信息，于是人们发明了域名，并通过域名系统来映射域名和IP地址

作用

网络通信发送数据时，如果使用目的主机的域名，需要先通过域名解析查找到对应的IP地址：

• 域名解析的过程，可以简单的理解为：发送端主机作为域名系统树形结构的一个子节点，通过域名信息，从下到上查找对应IP地址的过程。如果到根节点（根域名服务器）还找不到，即找不到该主机
• 域名解析使用DNS协议来传输数据。DNS协议是应用层协议，基于传输层UDP或TCP协议来实现

2.NAT

NAT能够将私有IP对外通信时转为全局IP。也就是就是一种将私有IP和全局IP相互转化的技术

3.NAPT

NAT能够将私有IP/port对外通信时转为全局IP/port

4.HTTP/HTTPS

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