• 参考：【MJ亲授】网络协议从入门到底层原理

目录

• 快速开始
• 路由
• 相关概念
• 公网IP、私网IP

快速开始

一、数据包的传输过程

IP地址 Mac地址
传输过程中源IP地址和目标IP地址不会变
Mac地址会随着在不同链路传输进行变换
数据从一台主机传递到另外一台主机是IP地址和Mac地址配合的结果

二、路由

路由默认只知道跟它直连的网段
非直连的网段需要静态路由和动态路由告诉他

动态路由:
路由选择协议，一个路由器问另一个跟它直连的路由器，哎跟你直连的网段有哪些 这个路由就知道了这些网段。
一直打听下去就知道了目标网段的存在，就知道了怎么走

静态路由：
手动配置

本质都是路由表

要去往非直连的网段 路由器需要知道下一跳的IP地址

三、网关和下一跳

数据从一个网段去往另一个网段需要先发送给设置好的网关(路由器)
如果要去往的网段跟路由器直连，路由器就会将数据发送到网段
如果要去往的网段没有跟路由器直连，路由会根据路由表设置的下一跳地址去往下一跳
xy:在路由表中能找到所有网段要去往的下一跳
动态路由技术(会实时更新路由表)使得发往同一个服务器的数据所穿过的路由路径可能会不同

四、NAT转换

私网和公网：路由表只知道公网网段 不知道私网网段
我的主机(私网ip) - 路由(私网ip) … - 路由(公网ip) - Net
私网ip在最后链接公网ip的那台路由进行NAT转换

五、几个私网网段

所有10开头的都是A类私网
172.16.0.0/16 ~ 172.31.0.0/16，16个B类私网
所有192.168开头的都是C类私网

路由

一、介绍

在不同网段之间转发数据，需要有路由器的支持
默认情况下，
路由器只知道跟它直连的网段，
非直连的网段需要通过静态路由、动态路由告诉它

静态路由
✓ 管理员手动添加路由信息【网段（IP地址、子网掩码）、下一跳IP地址】
✓ 适用于小规模网络

动态路由
✓ 路由器通过路由选择协议（比如RIP、OSPF）自动获取路由信息
✓ 适用于大规模网络

chatGPT:关于路由路径的说明

有些知识涉及到后边的内容，等掌握后可以回过来再看

在同一次网络请求中，如果数据被分片并发送到服务器，这些分片的路径可能会有所不同，具体取决于网络的拓扑结构和路由策略。以下是一些可能影响数据分片路径的因素：

负载均衡： 一些网络使用负载均衡来分散流量，确保不同的路径上的服务器负载均衡。这可能导致分片通过不同的路由器路径。

网络拓扑结构： 网络拓扑结构的设计会影响数据的传输路径。在某些情况下，数据分片可能沿着相同的路径传输，而在其他情况下可能选择不同的路径。

动态路由： 某些网络使用动态路由协议，这些协议可以根据网络的实时状态选择最佳路径。如果网络状态发生变化，数据分片可能会通过不同的路由器路径。

QoS（服务质量）策略： 一些网络可能会根据服务质量策略来选择传输路径。这可能导致分片通过经过不同路由器的路径。

总的来说，在大多数情况下，分片的数据可能会经过相似的路径，但并不能保证它们会通过完全相同的路由器路径。这也取决于网络的具体配置和运营商的策略。

二、示例1：让4台主机之间可以相互通信

上图一共有5个网段

与路由器0直连的网段 192.168.1.0 、 192.168.2.0 和 194.170.1.0
与路由器1直连的网段 193.169.1.0 、 193.169.2.0 和 194.170.1.0

路由器0要去往非直连的193.169.1.0 、 193.169.2.0需要配置路由信息：网段和下一跳信息

路由器1要去往非直连的192.168.1.10 、 192.168.2.10需要配置路由信息：网段和下一跳信息

三、示例2：让4台主机之间可以相互通信

四、数据包的传输过程

这里仅仅是简述一下数据包的传输过程，后面详细学到网络分层时，会再次详细讲解数据包的传输过程

相关概念

一、网络、互联网、因特网

全世界最大的互联网是：因特网（Internet）
将全世界所有的计算机都连接在一起
一般使用大写I开头的Internet特指因特网
日常生活中说的：你的电脑上不了网。其实就是指：你的电脑没有连接到因特网

二、ISP

ISP，Internet Service Provider，Internet服务提供商，比如移动、电信、网通、铁通等
我们平时拉的宽带都是通过ISP连接到Internet的

三、服务器机房

比如你要下载的资源在电信机房，移动机房，双线机房都有存在
你安装的宽带是电信宽带，当你选择电信高速下载时，速度是最快的。
你安装的宽带是移动宽带，当你选择电信高速下载时，速度是最慢的。

四、网络分类

按照网络的范围进行分类，可以分为：局域网、城域网、广域网等

局域网（Local Area Network，LAN ）
一般是范围在几百米到十几公里内的计算机所构成的计算机网络
常用于公司、家庭、学校、医院、机关、一幢大楼等
局域网中使用最广泛的网络技术叫：以太网（Ethernet）
在电脑、手机上经常见到的一个英文WLAN（Wireless LAN），意思是无线局域网

城域网（Metropolitan Area Network，MAN）
一般范围是数十公里到数百公里，可以覆盖一个城市

广域网（Wide Area Network，WAN）
一般范围是几百公里到几千公里，可以覆盖一个国家。通常都需要租用ISP的线路。

五、常见的几种接口

FastEthernet
快速以太网接口（100M）

GigabitEthernet
千兆以太网接口

Serial
串行接口

六、上网方式

1、电话线入户

这就是平时说的：ADSL电话拨号上网（AAsymmetrical Digital Subscriber Loop） 非对称数字用户线路，提供上、下行不对称的传输带宽
猫（Modem），调制解调器，进行数字信号和模拟信号的转换

2、光纤入户

光猫（Optical Modem），光调制解调器，进行数字信号和光信号的转换

3、网线入户

七、家用无线路由器的逻辑结构

公网IP、私网IP

一、公网、私网

IP地址也分为：公网IP、私网IP

公网IP（Public）
Internet上的路由器中只有到达公网的路由表，没有到达私网的路由表
公网IP由因特网信息中心（Internet Network Information Center ，Inter NIC）统一分配和管理
ISP需要向Inter NIC申请公网IP

私网IP（Private）
主要用于局域网。下面是保留的私网网段
✓ A类：10.0.0.0/8，1个A类网络
✓ B类：172.16.0.0/16 ~ 172.31.0.0/16，16个B类网络
✓ C类：192.168.0.0/24 ~ 192.168.255.0/24，256个C类网络

二、NAT

私网IP访问Internet需要进行NAT转换为公网IP
NAT（Network Address Translation ）
这一步可以由路由器来完成

NAT的特点
可以节约公网IP资源
会隐藏内部真实IP

NAT的分类
静态转换
✓ 手动配置NAT映射表
✓ 一对一转换
动态转换
✓ 定义外部地址池，动态随机转换
✓ 一对一转换

PAT（Port Address Translation）
✓ 多对一转换，最大程度节约公网IP资源
✓ 采用端口多路复用方式，通过端口号标识不同的数据流
✓ 目前应用最广泛的NAT实现方式

行者常至，为者常成！