网络层

帧的格式14个字节,目标MAC地址,源MAC地址,类型,数据,FCS。
FSC位于帧末尾,4个字节,用于检验帧是否损坏。保存着整个帧除以生成多项式的余数。在接收端也用同样方法计算,得到的FCS值相同,则帧没有出错。
类型通常和数据一起传送,包含标识协议类型的编号,标明以太网上一层网络协议类型
PPP,点对点,即1对1连接计算机的协议,相当于位于数据链路层。

网络层

网络层主要作用是实现终端节点之间的通信。这种终端节点之间的通信也叫点对点通信。
数据链路层的主要作用是在互连同一种数据链路的节点之间进行包传递。一旦跨越多种数据链路,就需要借助网络层。
数据链路层提供直连两个设备之间的通信功能。
网络层负责在没有直连的两个网络之间进行通信传输。
二者关系好像行程表和每段行程的车票。
MAC地址用来标识同一个链路中不同计算机的一种识别码。
IP地址用于在连接到网络中的所有主机中识别出进行通信的目标地址。

IP地址(IPv4地址)由32位正整数标识。每8位为一组分成4组。
子网掩码,IP地址的识别码。
IP旨在让最终目标主机收到数据包,但是在这一过程中仅仅有IP是无法实现通信的。还必须有能解析主机名称和MAC地址的功能,以及数据包在发送过程中异常情况处理的功能。

DNS解析过程

解析器为了调查IP地址,向域名服务器进行查询。接收到查询请求的域名服务器先在自己的数据库进行查找。如果没有再向上一层根域名服务器查询。
解析器和域名服务器将最新了解到的信息暂时保存在缓存里,减少每次查询时的性能消耗。
主机名与IP地址的对应信息叫A记录。
DNS不仅仅管理主机名和IP地址之间的映射关系,还有以下映射关系。
从IP地址检索主机名称的信息叫PTR。
上层或下层域名服务器IP地址的映射叫NS记录。
MX记录中注册了邮件地址与邮件接收服务器的主机名。

ARP协议

以目标IP为线索,用来定位下一个应该接收数据分包的网络设备对应的MAC地址。如果目标主机不在同一个链路时,可通过ARP查找下一跳路由器的MAC地址。只适用于IPv4。
主机A为了获得主机B的MAC地址,起初通过广播发送一个ARP请求包,包含了想要了解其MAC地址的主机IP地址。广播的包被同一链路上所有的主机和服务器解析,如果ARP请求包中的目标IP地址与自己的IP地址相同,就将自己的MAC地址塞入ARP响应包返回。
如果每发送一个IP数据报都要进行一次ARP请求以此确定MAC地址,将会造成不必要的网络流量,通常的做法是把获取到的MAC地址缓存一段时间。
如果是在一个网段中,可找到目标MAC地址。如果不在同一个网段中,两个网段被路由器隔离,需要将ARP请求包先转发到路由器。

ICMP

确认IP包是否成功送达目标地址。ICMP消息大致分为两类,一类是通知出错原因的错误消息,另一类用于诊断的查询消息。
IP包中有一个字段叫TTL,随着每经过一次路由器就会减1,直到减到0时该IP包就会被丢弃。此时,IP路由器将会发送一个ICMP超时的消息给发送端主机,通知该包已被丢弃。设置IP包生存周期的主要目的,是避免IP包无休止地在网络上被转发。

DHCP

首先要架设一台DHCP服务器,然后将DHCP要分配的IP地址设置到服务器上。此外,还需要将相应的子网掩码、路由控制信息和DNS服务器地址设置到服务器上。

NAT

用于在本地网络中使用私有地址,在连接互联网时转而使用全局IP地址。保证了安全性。

IP隧道

使得IPv4和IPv6之间能互相通信。

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