网络技术入门(二):两个主机(客户端和服务器)通信过程(硬件转发角度)
⽹络技术⼊门(⼆):两个主机(客户端和服务器)通信过程(硬件转发⾓度)
⾃⼰写⽂章习惯性在每⼀个⼩节上做总结,有时候⽅便理解可以先看总结的内容。
本章从宏观(硬件)⾓度看两个主机之间的通信过程。
本系列⽂章
⽹络技术⼊门(三):两个主机(客户端和服务器)通信过程(数据包交换⾓度)
⽹络技术⼊门(四):两个主机(客户端和服务器)通信过程(TCP/IP通信⾓度)
.待更新
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本章需要了解的概念以及他们的作⽤:
一般现在时的句子1 IP地址,⼦⽹掩码,⽹关,DNS服务器IP地址,MAC地址
2集线器,交换机,路由器
3 ARP缓存表,MAC地址表,路由表
4互联⽹中两个主机之间通信时,以上概念在通信过程中作⽤和所担任的⾓⾊
这⾥啰嗦⼏句。有时候我们去记这些概念总会忘。主要还是没有深⼊了解他们的作⽤。
⽐如客户端给服务器发送请求。需要什么,需要⽬标IP地址(ip+端⼝号)和⽬标主机MAC地址。
为什么会需要IP地址和MAC地址?
1通过⽬标IP地址能到⽬标主机所在的⼦⽹络(局域⽹)
2通过⽬标MAC地址(物理地址,写在⽹卡bios上)可以在⽬标⼦⽹络中到⽬标主机
3通过端⼝号可以在⽬标主机上到⽬标进程(服务)
苹果录屏功能在哪所以只有真正理解了概念在当前系统中所担任的⾓⾊和作⽤,才会真正的记住她。
本章通过两个场景说明了两个主机之间的通信过程。同⼀局域⽹内两个主机通信;不同局域⽹内两个主机通信。
本章的思路
1 两个主机通信涉及到的配置和硬件(其实互联⽹总中所有通信都会涉及到)
2 ⼀个主机向两⼀个主机发送数据包宏观过程
⼀、两个主机通信涉及到的配置和硬件
因为从硬件⾓度说明两个主机之间的通信,就需要涉及到⼏个概念:
了解了以下概念在⽹络交互中的作⽤,就对整个⽹络交互有了宏观上的认识,这⾥要划重点(单纯看概念不是很好理解,配合后⾯主机交互过程更好掌握)
1 配置相关
配置相关:
1) 本机的:由管理员分配,⽤来标识互联⽹上每个⽹络或者主机的逻辑地址。(物理地址是MAC地址)。 通过IP地址,才能在互联⽹中到该主机所在的⼦⽹络(局域⽹) 通过MAC地址,才能到⼦⽹络中⽬标主机(⽹卡)
2) :⼦⽹掩码需要和⽬标IP地址配合使⽤,说明该⽬标IP是在局域⽹上还是⼴域⽹上。
3) 默认⽹关(⽹关的IP地址):⽹关是默认的数据出⼝。如果你的数据不知道往哪⾥⾛的话,那么他会去默认⽹关那⾥报道(关于默认⽹关后续⽂章会说明)
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4) 服务器(DNS的IP地址): 域名系统协议,主要⽤于域名与 IP 地址的相互转换。已知域名来获取对应IP地址或已知IP地址获取对应域名。
上图是计算机⽹络相关的属性配置图,⽆论是动态(DHCP协议)获取还是静态设置,以上四个属性都是计算机上⽹不可或缺的。
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2 硬件相关
硬件相关:
1) 主机:个⼈计算机,服务器,打印机等有⽹卡的设备。
2) 交换器:负责同⼀⼦⽹中不同主机间通信,是根据MAC地址表转发数据帧的。有⽬的的转发或⼴播
3) 集线器:负责同⼀⼦⽹中不同主机间通信,是根据MAC地址表⼴播数据帧的。只能⼴播
4) 路由器:负责不同⽹络之间的通信。
:地址解析协议,已知⽬标ip地址来获取⽬标mac地址
ARP缓存表MAC地址表路由表⼯作层次⽹络层数据链路层⽹络层
⼯作设备主机电脑(和路由器)交换机路由器(和主机)作⽤IP地址与MAC地址的对应关系Mac地址与接⼝的对应关系记录着到不同⽹段的信息
下⾯⽤两张图⽅便理解主机ARP表、MAC地址表和路由表在⽹络框架中的位置,对应的设备和对应的⼯作层次。其实在主机上也有路由表,在路由器上也有ARP表这⾥暂不说明。
这⾥先先概念做总结,到底
1 IP地址,mac地址,⼦⽹掩码,DNS服务器地址这些有什么作⽤,如何⼯作的?
2 交换机,路由器在⽹络通信中担任什么样的⾓⾊?
3 ARP缓存表,MAC地址表,路由表在⽹络通信中有什么作⽤?
最后⼀个⼩节会详细说明。
总结
ARP缓存表:
每⼀个主机都设有⼀个ARP⾼速缓存(ARP cache),⾥⾯有本局域⽹上的各主机和路由器的IP地址到MAC地址(硬件地址)的映射表,这些都是该主机⽬前知道的⼀些地址
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MAC地址表:
记录着局域⽹上各主机和路由器的MAC地址与接⼝的对应关系。
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路由表:
记录着⼀个⼦⽹络到另⼀个⼦⽹络的路径。⽬的IP地址,下⼀个路由器地址,⽹络掩码等
总结
路由器:
1 连接互联⽹中的不同⼦⽹络。
2 实现互联⽹中不同⼦⽹络之间的数据转发。
3 分配IP地址
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交换机(单播或⼴播)和集线器(⼴播):
1 连接局域⽹中的不同主机。
2 实现局域⽹不同主机之间的数据交换。
3 分配⽹络数据
总结
1 DHCP协议:
DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol,动态主机配置协议)通常被应⽤在⼤型的局域⽹络环
境中,主要作⽤是集中的管理、分配IP地址,使⽹络环境中的主机动态的获得IP地址、Gateway地址、DNS服务器地址等信息,并能够提升地址的使⽤率
2 DNS:
域名系统协议,主要⽤于域名与 IP地址的相互转换。已知域名来获取对应IP地址或已知IP地址获取对应域名
3 ARP协议:
地址解析协议,已知⽬标ip地址来获取⽬标mac地址
⼆两个主机通信过程
该⼩节⽤两种⽅式说明两个主机之间通信过程:图⽰⽅式和⽂字叙述⽅式。
最主要关注的是,两个主机是或否在同⼀个⽹段(局域⽹,⼦⽹络)。
1 图⽰⽅式
参考下图,互联⽹中主机和主机之间的⽹络通信⽆⾮以下两种情况。这⾥只描述客户端向服务器发送
请求的宏观过程(服务器返回响应包的过程⼀样)白居易的名诗
A分⽀:同⼀⼦⽹络内主机通信过程
B分⽀:不同⼦⽹络内主机通信过程
2 ⽂字⽅式
1 同⼀⼦⽹络内主机通信:⼦⽹络A中的主机A,向⼦⽹络A中的主机B发送数据包过程
2 不同⼦⽹络内主机通信:⼦⽹络A中的主机A,向⼦⽹络B中的主机甲发送数据包过程
主机A⽤本机配置⼦⽹掩码和⽬标主机的IP地址运算,计算出主机A和⽬标主机是否在同⼀⽹段。
1 如果在同⼀⽹段:同⼀⼦⽹络内主机通信(以下图主机A与主机B通信为例)

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