title: 《網(wǎng)絡(luò)協(xié)議》01. 基本概念
date: 2022-08-30 09:50:52
updated: 2023-11-05 15:28:52
categories: 學(xué)習(xí)記錄：網(wǎng)絡(luò)協(xié)議
excerpt: 互聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)互連模型（OSI，TCP/IP）、計(jì)算機(jī)通信基礎(chǔ)、MAC 地址、ARP & ICMP、IP & 子網(wǎng)掩碼、CIDR 表示方法、子網(wǎng)、超網(wǎng)、路由、網(wǎng)絡(luò) & 互聯(lián)網(wǎng) & 因特網(wǎng)、ISP、網(wǎng)絡(luò)分類、上網(wǎng)方式、公網(wǎng) & 私網(wǎng)（NAT，端口映射）。
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網(wǎng)絡(luò)協(xié)議從入門到底層原理。

1：互聯(lián)網(wǎng) & 協(xié)議

互聯(lián)網(wǎng)（internet）的出現(xiàn)，徹底改變了人們的生活方式，足不出戶就可以購物、聊天、看電影、買車票、上班等。

數(shù)據(jù)是如何從一個(gè)設(shè)備傳遞到另一個(gè)設(shè)備的？

• 這一切都是由網(wǎng)絡(luò)協(xié)議來規(guī)定的。
• 沒有網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，就沒有今天的互聯(lián)網(wǎng)。

什么是協(xié)議？

• 協(xié)議就是通用的標(biāo)準(zhǔn)。
• 如果沒有一個(gè)國際通用的標(biāo)準(zhǔn)，那么相互之間的交互就會(huì)很麻煩。

1.1：跨平臺(tái)原理

C/C++ 跨平臺(tái)原理：
使用平臺(tái)相關(guān)的編譯器生成對(duì)應(yīng)平臺(tái)的可執(zhí)行文件。

Java 跨平臺(tái)的原理：

C/C++ 編譯之后可直接生成平臺(tái)對(duì)應(yīng)的可執(zhí)行文件。
Java編譯之后生成字節(jié)碼文件。對(duì)于操作系統(tǒng)來說，不是可執(zhí)行文件。

1.2：客戶端與服務(wù)器

其中，后端使用 Java 的一種結(jié)構(gòu)如下：

客戶端向服務(wù)器請(qǐng)求：

http://IP地址:端口號(hào)/項(xiàng)目
例：
http://10.10.125.41:8080/qq/login/...

2：網(wǎng)絡(luò)互連模型

• 國際標(biāo)準(zhǔn)：OSI 參考模型（7層）
• 實(shí)際應(yīng)用：TCP/IP 協(xié)議（4層）
• 學(xué)習(xí)研究：（5層）

為了更好地促進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的研究和發(fā)展，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織 ISO 在 1985 年制定了網(wǎng)絡(luò)互連模型 OSI 參考模型（Open System Interconnect Reference Model）。

網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求過程：不管什么協(xié)議，都是經(jīng)過下列的 包裝 + 解包 過程。

3：計(jì)算機(jī)通信基礎(chǔ)

先不考慮無線連接的問題。

• 需要得知對(duì)方的 IP 地址。
• 最終是根據(jù) MAC 地址（網(wǎng)卡地址），輸送數(shù)據(jù)到網(wǎng)卡，被網(wǎng)卡接收。
  • 如果網(wǎng)卡發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)的目標(biāo) MAC 地址是自己，就會(huì)將數(shù)據(jù)傳遞給上一層進(jìn)行處理。
  • 如果網(wǎng)卡發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)的目標(biāo) MAC 地址不是自己，就會(huì)將數(shù)據(jù)丟棄，不會(huì)傳遞給上一層進(jìn)行處理。

3.1：網(wǎng)線直連

• 需要用交叉線（不是直通線）
• 同一網(wǎng)段

• ping 走的是 ICMP 協(xié)議。
• ARP 協(xié)議：已知 IP 地址，不知道 MAC 地址時(shí)，通過廣播獲取 MAC 地址。

右邊出現(xiàn)的 3 個(gè) ARP 包，實(shí)際上是一次完整的發(fā)送請(qǐng)求、接收響應(yīng)的過程。
ICMP 包同理。

3.2：同軸電纜

同軸電纜（Coaxial），連接同一網(wǎng)段。

3.3：集線器

集線器（Hub），連接同一網(wǎng)段。

集線器相比同軸電纜唯一的優(yōu)點(diǎn)：連著集線器的某一個(gè)設(shè)備中間線路出問題，不會(huì)影響到連著集線器的其他設(shè)備的通信。

3.4：網(wǎng)橋

網(wǎng)橋（Bridge）。還是連接同一網(wǎng)段。

能夠通過自學(xué)習(xí)得知每個(gè)接口那側(cè)的 MAC 地址，從而起到隔絕沖突域的作用。

3.5：交換機(jī)

交換機(jī)（Switch）。依舊是連接同一網(wǎng)段。

若全球所有設(shè)備都用交換機(jī)連接：

1. 他們必然處于同一網(wǎng)段，因此 IP 地址可能會(huì)不夠用。
2. 第一次發(fā)送數(shù)據(jù)包仍然需要 ARP 廣播，耗費(fèi)大量時(shí)間。
3. 形成廣播風(fēng)暴，只要有一個(gè)設(shè)備發(fā)送 ARP 廣播，全球設(shè)備都能收到。

3.6：路由器

路由器（Router）。路由器含有網(wǎng)關(guān)（Gateway），網(wǎng)關(guān)也有 IP 和 MAC 地址。

主機(jī)在發(fā)數(shù)據(jù)之前，首先會(huì)判斷目標(biāo)主機(jī)的 IP 地址跟它是否在同一個(gè)網(wǎng)段：

1. 在同一個(gè)網(wǎng)段：ARP廣播、通過交換機(jī) / 集線器傳遞數(shù)據(jù)
2. 不在同一個(gè)網(wǎng)段：通過路由器轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)

4：MAC 地址

每個(gè)網(wǎng)卡都有一個(gè) 6 字節(jié)（48 bit）的 MAC 地址（Media Access Control Address）。

MAC 地址全球唯一，固化在網(wǎng)卡的 ROM 中，由 IEEE802 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

• 前 3 字節(jié)：OUI（Organizationally Unique Identifier），組織唯一標(biāo)識(shí)符。
  由 IEEE 的注冊(cè)管理機(jī)構(gòu)分配給廠商
• 后 3 字節(jié)：網(wǎng)絡(luò)接口標(biāo)識(shí)符。
  由廠商自行分配

OUI 查詢：可以根據(jù) OUI 查詢出對(duì)應(yīng)的廠商。

• http://standards-oui.ieee.org/oui.txt
• https://mac.bmcx.com/

4.1：MAC 地址格式

• Windows
  40-55-82-0A-8C-6D
• Linux、Unix、Android、Mac、iOS
  40:55:82:0A:8C:6D
• Packet Tracer
  4055.820A.8C6D

當(dāng) 48 位全為 1 時(shí)（FF-FF-FF-FF-FF-FF），代表廣播地址。

4.2：MAC 地址操作

查看 MAC 地址（Windows）：
ipconfig /all

修改 MAC 地址：

更改適配器選項(xiàng) -> 屬性 -> 配置 -> 高級(jí) -> 網(wǎng)絡(luò)地址

這里修改 MAC 地址只是以這個(gè)值作為 MAC 地址上網(wǎng)，網(wǎng)卡的 MAC 地址無法修改。
有時(shí)可通過修改 MAC 地址蹭網(wǎng)。

• 當(dāng)不知道對(duì)方主機(jī)的 MAC 地址時(shí)，可以通過發(fā)送 ARP 廣播獲取對(duì)方的 MAC 地址。
• 獲取成功后，會(huì)緩存 IP 地址、MAC 地址的映射信息，俗稱：ARP 緩存

通過 ARP 廣播獲取的 MAC 地址，屬于動(dòng)態(tài)（dynamic）緩存。
存儲(chǔ)時(shí)間比較短（默認(rèn)是 2 分鐘），過期就自動(dòng)刪除。

查看ARP緩存：
arp -a [<IP>]

刪除ARP緩存：
arp -d [<IP>]

增加一條緩存信息（靜態(tài)緩存）：
arp -s <IP> <MAC 地址>

5：ARP & ICMP

ARP（Address Resolution Protocol，地址解析協(xié)議）

• 通過 IP 地址獲取 MAC 地址

RARP（Reverse Address Resolution Protocol，逆地址解析協(xié)議）

• 使用與 ARP 相同的報(bào)頭結(jié)構(gòu)
• 作用與 ARP 相反，通過 MAC 地址獲取 IP 地址
• 后來被 BOOTP、DHCP 所取代

ICMP（Internet Control Message Protocol，互聯(lián)網(wǎng)控制消息協(xié)議）

• IPv4 中的 ICMP 被稱作 ICMPv4，IPv6 中的 ICMP 則被稱作 ICMPv6
• 通常用于返回錯(cuò)誤信息。比如 TTL 值過期、目的不可達(dá)
• ICMP 的錯(cuò)誤消息總是包括了源數(shù)據(jù)并返回給發(fā)送者

6：IP 地址

IP 地址（Internet Protocol Address）：互聯(lián)網(wǎng)上的每一個(gè)主機(jī)都有 IP 地址。

• 最初是 IPv4 版本，32 bit（4字節(jié)），2019 年 11 月 25 日，全球的 IP 地址已經(jīng)用完
• 后面推出了 IPv6 版本，128 bit（16字節(jié)）

這里先討論 IPv4。

IP 按字節(jié)分為 4 部分：

6.1：IP & 子網(wǎng)掩碼

IP 地址由兩部分組成：

• 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)（網(wǎng)絡(luò) ID）
• 主機(jī)標(biāo)識(shí)（主機(jī) ID）

網(wǎng)絡(luò) id 相同的主機(jī)處在同一網(wǎng)段。

通過子網(wǎng)掩碼（subnet mask）可以計(jì)算出網(wǎng)絡(luò) ID

• 網(wǎng)絡(luò) ID = 子網(wǎng)掩碼 & IP

主機(jī)所在的網(wǎng)段 = 子網(wǎng)掩碼 & IP地址

IP 地址：192.168.1.10
子網(wǎng)掩碼：255.255.255.0

	1100 0000 . 1010 1000 . 0000 0001 . 0000 1010
&	1111 1111 . 1111 1111 . 1111 1111 . 0000 0000
----------------------------------------------------
	1100 0000 . 1010 1000 . 0000 0001 . 0000 0000

網(wǎng)段：192.168.1.0  

例：

IP 地址:   130.168.1.10
子網(wǎng)掩碼:  255.255.0.0
網(wǎng)段:      130.168.0.0

該網(wǎng)段最多有 256*256-2 個(gè) IP 地址
130.168.0.0 代表網(wǎng)段
130.168.255.255 代表廣播
網(wǎng)段和廣播無法分配 IP 地址

• 主機(jī) ID 全為 0，表示主機(jī)所在的網(wǎng)段。
• 主機(jī) ID 全為 1，表示主機(jī)所在網(wǎng)段的全部主機(jī)（廣播）。

可以嘗試用廣播 ping 某個(gè)網(wǎng)段的全部主機(jī)。

6.2：IP 地址分類

IP 地址分為 5 類。

• A 類地址：默認(rèn)子網(wǎng)掩碼是 255.0.0.0，網(wǎng)絡(luò) ID 以 0 開頭。
• B 類地址：默認(rèn)子網(wǎng)掩碼是 255.255.0.0，網(wǎng)絡(luò) ID 以 10 開頭。
• C 類地址：默認(rèn)子網(wǎng)掩碼是 255.255.255.0，網(wǎng)絡(luò) ID 以 110 開頭。
• D 類地址：沒有子網(wǎng)掩碼，網(wǎng)絡(luò) ID 以 1110 開頭。
• E 類地址：保留為今后使用，以 1111 開頭。

只有 A/B/C 類地址用來分配給主機(jī)。

6.2.1：A 類地址

默認(rèn)子網(wǎng)掩碼是 255.0.0.0，網(wǎng)絡(luò) ID 以 0 開頭。

• 網(wǎng)絡(luò) ID：
  • 0 不能用，127 作為保留網(wǎng)段。
  • 其中 127.0.0.1 是本地回環(huán)地址（Loopback），代表本機(jī)地址。
  • 第 1 部分可以分配的取值范圍是：1 ~ 126。
• 主機(jī) ID：
  • 第 2、3、4 部分的取值范圍是：0 ~ 255。
  • 每個(gè) A 類網(wǎng)絡(luò)能容納的最大主機(jī)數(shù)是：256 * 256 * 256 - 2 = 2^24 - 2 = 16777214。

6.2.2：B 類地址

默認(rèn)子網(wǎng)掩碼是 255.255.0.0，網(wǎng)絡(luò) ID 以 10 開頭。

• 網(wǎng)絡(luò) ID：
  • 第 1 部分的取值范圍是：128 ~ 191
  • 第 2 部分的取值范圍是：0 ~ 255
• 主機(jī) ID：
  • 第 3、4 部分的取值范圍是：0 ~ 255
  • 每個(gè) B 類網(wǎng)絡(luò)能容納的最大主機(jī)數(shù)是：256 * 256 - 2 = 2^16 - 2 = 65534

6.2.3：C 類地址

默認(rèn)子網(wǎng)掩碼是 255.255.255.0，網(wǎng)絡(luò) ID 以 110 開頭。

• 網(wǎng)絡(luò) ID：
  • 第 1 部分的取值范圍是：192 ~ 223
  • 第 2、3 部分的取值范圍是：0 ~ 255
• 主機(jī) ID：
  • 第 4 部分的取值范圍是：0 ~ 255
  • 每個(gè) C 類網(wǎng)絡(luò)能容納的最大主機(jī)數(shù)是：256 - 2 = 254

6.2.4：D 類地址

沒有子網(wǎng)掩碼，網(wǎng)絡(luò) ID 以 1110 開頭。

• 用于多播（組播）地址。
• 第一部分取值范圍：224 ~ 239。

6.2.5：E 類地址

保留為今后使用，以 1111 開頭。

• 保留為今后使用。
• 第一部分取值是：240 ~ 255。

6.3：CIDR 表示方法

CIDR（Classless Inter-Domain Routing），無類別域間路由

子網(wǎng)掩碼的 CIDR 表示方法：

• 192.168.1.100/24，代表子網(wǎng)掩碼有 24 個(gè) 1，也就是 255.255.255.0
• 123.210.100.200/16，代表子網(wǎng)掩碼有 16 個(gè) 1，也就是 255.255.0.0

計(jì)算工具：https://www.sojson.com/convert/subnetmask.html

7：子網(wǎng)

子網(wǎng)劃分：借用主機(jī)位作子網(wǎng)位，劃分出多個(gè)子網(wǎng)。

子網(wǎng)劃分可以分為：

• 等長子網(wǎng)劃分：將一個(gè)網(wǎng)段等分成多個(gè)子網(wǎng)，每個(gè)子網(wǎng)的可用 IP 地址數(shù)量一樣。
• 變長子網(wǎng)劃分：每個(gè)子網(wǎng)的可用 IP 地址數(shù)量可以是不一樣的。

子網(wǎng)劃分的步驟：

1. 確定子網(wǎng)的子網(wǎng)掩碼長度
2. 確定子網(wǎng)中第 1 個(gè)、最后 1 個(gè)主機(jī)可用的 IP 地址

為什么要進(jìn)行子網(wǎng)劃分？

• 如果需要讓 200 臺(tái)主機(jī)在同一個(gè)網(wǎng)段內(nèi)，可以分配一個(gè) C 類網(wǎng)段，比如 192.168.1.0/24。
  • 共 254 個(gè)可用 IP 地址：192.168.1.1 ~ 192.168.1.254
  • 多出 54 個(gè)空閑的 IP 地址，這種情況并不算浪費(fèi)資源
• 如果需要讓 500 臺(tái)主機(jī)在同一個(gè)網(wǎng)段內(nèi)，那就分配一個(gè) B 類網(wǎng)段，比如 191.100.0.0/16。
  • 共 65534 個(gè)可用 IP 地址：191.100.0.1 ~ 191.100.255.254
  • 多出 65034 個(gè)空閑的IP地址，這種情況屬于極大的浪費(fèi)資源
• 如何盡量避免浪費(fèi) IP 地址資源：合理進(jìn)行子網(wǎng)劃分。

7.1：等長子網(wǎng)劃分

7.1.1：C 類子網(wǎng)劃分

7.1.1.1：等分成 2 個(gè)子網(wǎng)

7.1.1.2：等分成 4 個(gè)子網(wǎng)

等分成 4 個(gè)子網(wǎng)的廣播地址：

7.1.1.3：等分成 8 個(gè)子網(wǎng)

7.1.2：B 類子網(wǎng)劃分

7.1.3：A 類子網(wǎng)劃分

7.2：變長子網(wǎng)劃分

如果一個(gè)子網(wǎng)地址塊的長度是原網(wǎng)段的 (1/2)^n，那么

• 子網(wǎng)的子網(wǎng)掩碼，就是在原網(wǎng)段的子網(wǎng)掩碼基礎(chǔ)上增加 n 個(gè) 1。
• 不等長的子網(wǎng)，子網(wǎng)掩碼不同。

假設(shè)上圖是對(duì) 192.168.0.0/24 進(jìn)行變長子網(wǎng)劃分

 - C 網(wǎng)段：子網(wǎng)掩碼是 255.255.255.128/25
 - B 網(wǎng)段：子網(wǎng)掩碼是 255.255.255.192/26
 - A 網(wǎng)段：子網(wǎng)掩碼是 255.255.255.224/27
 - D 網(wǎng)段：子網(wǎng)掩碼是 255.255.255.252/30
 - E 網(wǎng)段：子網(wǎng)掩碼是 255.255.255.252/30

8：超網(wǎng)

超網(wǎng)：跟子網(wǎng)反過來，它是將多個(gè)連續(xù)的網(wǎng)段合并成一個(gè)更大的網(wǎng)段。

示例：

• 原本有 200 臺(tái)計(jì)算機(jī)使用 192.168.0.0/24 網(wǎng)段，現(xiàn)在希望增加 200 臺(tái)設(shè)備到同一個(gè)網(wǎng)段。
  • 200 臺(tái)在 192.168.0.0/24 網(wǎng)段，200 臺(tái)在 192.168.1.0/24 網(wǎng)段
  • 合并 192.168.0.0/24、192.168.1.0/24 為一個(gè)網(wǎng)段：192.168.0.0/23（子網(wǎng)掩碼往左移動(dòng)1位）

思考：對(duì)于上面的例子，192.168.0.255/23 這個(gè) IP 地址，可以分配給計(jì)算機(jī)使用嗎？

由下圖知，主機(jī)位不全為 0 或 1，所以可以。

192.168.0.255/24 與 192.168.1.255/23 則不能分配給計(jì)算機(jī)。

8.1：合并 4 個(gè)網(wǎng)段

子網(wǎng)掩碼向左移動(dòng) 2 位，可以合并 4 個(gè)網(wǎng)段。

如上圖，將 192.168.0.0/24、192.168.1.0/24、192.168.2.0/24、192.168.3.0/24 合并為 192.168.0.0/22 網(wǎng)段。

思考：192.168.1.0/24、192.168.2.0/24 兩個(gè)網(wǎng)段，能通過子網(wǎng)掩碼向左移動(dòng) 1 位進(jìn)行合并嗎?

答：不能。

8.2：合并網(wǎng)段的規(guī)律

• 假設(shè) n 是 2 的 k 次冪（ k >= 1），子網(wǎng)掩碼左移 k 位能夠合并 n 個(gè)網(wǎng)段

• 假設(shè) n 是 2 的 k 次冪（k >= 1），如果第一個(gè)網(wǎng)段的網(wǎng)絡(luò)號(hào)能被 n 整除，那么由它開始連續(xù)的 n 個(gè)網(wǎng)段，能通過左移 k 位子網(wǎng)掩碼進(jìn)行合并。

例如：

• 第一個(gè)網(wǎng)段的網(wǎng)絡(luò)號(hào)以二進(jìn)制 0 結(jié)尾，那么由它開始連續(xù)的 2 個(gè)網(wǎng)段，能通過左移 1 位子網(wǎng)掩碼進(jìn)行合并
• 第一個(gè)網(wǎng)段的網(wǎng)絡(luò)號(hào)以二進(jìn)制 00 結(jié)尾，那么由它開始連續(xù)的 4 個(gè)網(wǎng)段，能通過左移 2 位子網(wǎng)掩碼進(jìn)行合并
• 第一個(gè)網(wǎng)段的網(wǎng)絡(luò)號(hào)以二進(jìn)制 000 結(jié)尾，那么由它開始連續(xù)的 8 個(gè)網(wǎng)段，能通過左移 3 位子網(wǎng)掩碼進(jìn)行合并

8.3：判斷一個(gè)網(wǎng)段是子網(wǎng)還是超網(wǎng)

• 首先看該網(wǎng)段的類型，是 A 類網(wǎng)絡(luò)、B 類網(wǎng)絡(luò)、C 類網(wǎng)絡(luò)？
  • 默認(rèn)情況下
  • A 類子網(wǎng)掩碼的位數(shù)是 8（255.0.0.0）
  • B 類子網(wǎng)掩碼的位數(shù)是 16（255.255.0.0）
  • C 類子網(wǎng)掩碼的位數(shù)是 24（255.255.255.0）
• 如果該網(wǎng)段的子網(wǎng)掩碼位數(shù)比默認(rèn)子網(wǎng)掩碼多，就是子網(wǎng)。
• 如果該網(wǎng)段的子網(wǎng)掩碼位數(shù)比默認(rèn)子網(wǎng)掩碼少，就是超網(wǎng)。

例：

25.100.0.0/16 是 A 類子網(wǎng)：
根據(jù) 25 判斷出這是個(gè) A 類網(wǎng)絡(luò)，默認(rèn)子網(wǎng)掩碼 8 位。
由于該網(wǎng)段子網(wǎng)掩碼 16 位，比默認(rèn)多，所以是子網(wǎng)。

200.100.0.0/16 是 C 類超網(wǎng)：
根據(jù) 200 判斷出這是個(gè) C 類網(wǎng)絡(luò)，默認(rèn)子網(wǎng)掩碼 24 位。
由于該網(wǎng)段子網(wǎng)掩碼 16 位，比默認(rèn)少，所以是超網(wǎng)。

9：路由

在不同網(wǎng)段之間轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，需要有路由器的支持。

默認(rèn)情況下，路由器只知道跟它直連的網(wǎng)段，非直連的網(wǎng)段需要通過靜態(tài)路由和動(dòng)態(tài)路由告訴它。

• 靜態(tài)路由
  • 管理員手動(dòng)添加路由信息
  • 適用于小規(guī)模網(wǎng)絡(luò)
• 動(dòng)態(tài)路由
  • 路由器通過路由選擇協(xié)議（比如 RIP、OSPF）自動(dòng)獲取路由信息
  • 適用于大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)

9.1：路由表示例一

讓 4 臺(tái)主機(jī)之間可以互相通信：

路由器 0 的路由表：

路由器 1 的路由表：

9.2：路由表示例二

讓 4 臺(tái)主機(jī)之間可以互相通信：

路由表：

10：數(shù)據(jù)包的傳輸過程

這里僅僅是簡(jiǎn)述一下數(shù)據(jù)包的傳輸過程，之后介紹網(wǎng)絡(luò)分層時(shí)，會(huì)再次詳細(xì)講解數(shù)據(jù)包的傳輸過程。

源 IP、目標(biāo) IP 沒有變；源 MAC、目標(biāo) MAC 一直在變。

10.1：第一個(gè)包的丟失

如圖，從 192.168.1.10/24 往 192.168.2.10/24 雖然可以 ping 通，但是丟失了第一個(gè)數(shù)據(jù)包。

原因：計(jì)算機(jī)0 往路由器發(fā)送了 ARP 包，路由器收到后回復(fù)了 ARP 包，從而計(jì)算機(jī)0 就開始發(fā)送 ICMP 包，路由器0 收到 ICMP 包后準(zhǔn)備發(fā)往計(jì)算機(jī)1，但是路由器還不知道計(jì)算機(jī)1 的 MAC 地址，所以要往計(jì)算機(jī)1 發(fā)送 ARP 包，因此就把 ICMP 包給丟了，所以第一次 ping 會(huì)超時(shí)。

11：網(wǎng)絡(luò) & 互聯(lián)網(wǎng) & 因特網(wǎng)

• 網(wǎng)絡(luò)（Network）
• 互聯(lián)網(wǎng)（internet）
• 因特網(wǎng)（Internet）

全世界最大的互聯(lián)網(wǎng)：因特網(wǎng)（Internet），將全世界所有的計(jì)算機(jī)都連接在一起。

• 一般使用大寫 I 開頭的 Internet 特指因特網(wǎng)。
• 日常生活中說的：你的電腦上不了網(wǎng)。其實(shí)就是指：你的電腦沒有連接到因特網(wǎng)。

12：ISP

ISP（Internet Service Provider），Internet 服務(wù)提供商，比如移動(dòng)、電信、網(wǎng)通、鐵通等。

我們平時(shí)拉的寬帶都是通過 ISP 連接到 Internet 的。

平時(shí)見到左邊的下載列表，其實(shí)是給使用不同 ISP 的用戶對(duì)應(yīng)的選擇。

13：網(wǎng)絡(luò)分類

按照不同的分類方式，可以將網(wǎng)絡(luò)分為以下幾類：

• 局域網(wǎng)（LAN）
• 城域網(wǎng)（MAN）
• 廣域網(wǎng)（WAN）
• 個(gè)人區(qū)域網(wǎng)（PAN）
• 無線局域網(wǎng)（WLAN）
• 全球局域網(wǎng)（GAN）
• 虛擬局域網(wǎng)（VLAN）

按照網(wǎng)絡(luò)的范圍進(jìn)行分類，可以分為：局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)等

13.1：局域網(wǎng)

局域網(wǎng)（Local Area Network，LAN）

• 一般是范圍在幾百米到十幾公里內(nèi)的計(jì)算機(jī)所構(gòu)成的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)
• 常用于公司、家庭、學(xué)校、醫(yī)院、機(jī)關(guān)、一幢大樓等
• 局域網(wǎng)中使用最廣泛的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)叫：以太網(wǎng)（Ethernet）
• 在電腦、手機(jī)上經(jīng)常見到的一個(gè)英文 WLAN（Wireless LAN），意思是無線局域網(wǎng)。

13.2：城域網(wǎng)

城域網(wǎng)（Metropolitan Area Network，MAN）

• 一般范圍是數(shù)十公里到數(shù)百公里，可以覆蓋一個(gè)城市

13.3：廣域網(wǎng)

廣域網(wǎng)（Wide Area Network，WAN）

• 一般范圍是幾百公里到幾千公里，可以覆蓋一個(gè)國家。通常都需要租用 ISP 的線路。

14：上網(wǎng)方式

14.1：電話線入戶

ADSL（Asymmetric Digital Subscriber Line），電話撥號(hào)上網(wǎng)。

• 非對(duì)稱數(shù)字用戶線路，提供上、下行不對(duì)稱的傳輸帶寬
• 貓（Modem），調(diào)制解調(diào)器，進(jìn)行數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換

14.2：光纖入戶

光貓（Optical Modem），光調(diào)制解調(diào)器，進(jìn)行數(shù)字信號(hào)和光信號(hào)的轉(zhuǎn)換。

14.3：網(wǎng)線入戶

14.4：家用無線路由器的邏輯結(jié)構(gòu)

14.5：常見接口

• FastEthernet：快速以太網(wǎng)接口（100M）
• GigabitEthernet：千兆以太網(wǎng)接口（1000M）
• Serial：串行接口

15：公網(wǎng) & 私網(wǎng)

IP 地址也分為：公網(wǎng) IP、私網(wǎng) IP（內(nèi)網(wǎng)）。

為什么要分公網(wǎng)、私網(wǎng)？
IP 地址不夠用。
便于管理。

15.1：公網(wǎng) IP

公網(wǎng) IP（Public）。

• Internet 上的路由器中只有到達(dá)公網(wǎng)的路由表，沒有到達(dá)私網(wǎng)的路由表
• 公網(wǎng) IP 由因特網(wǎng)信息中心（Internet Network Information Cetner，Inter NIC）統(tǒng)一分配管理
• ISP 需要向 Inter NIC 申請(qǐng)公網(wǎng) IP

15.2：私網(wǎng) IP

私網(wǎng) IP（Private），主要用于局域網(wǎng)。

下面是保留的私網(wǎng)網(wǎng)段：

• A 類：10.0.0.0/8，1 個(gè) A 類網(wǎng)絡(luò)
• B 類：172.16.0.0/16 ~ 172.31.0.0/16，16 個(gè) B 類網(wǎng)絡(luò)
• C 類：192.168.0.0/24 ~ 192.168.255.0/24，256 個(gè) C 類網(wǎng)絡(luò)

15.3：NAT

NAT（Network Address Translation）。

私網(wǎng) IP 想訪問 Internet 需要進(jìn)行 NAT 轉(zhuǎn)換，借助公網(wǎng) IP 上網(wǎng)。這一步可以由路由器完成。

特點(diǎn)：

• 節(jié)約公網(wǎng) IP 資源
• 隱藏內(nèi)部真實(shí) IP

分類：

• 靜態(tài)轉(zhuǎn)換
  手動(dòng)配置 NAT 映射表
  一對(duì)一轉(zhuǎn)換
• 動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換
  定義外部地址池，動(dòng)態(tài)隨機(jī)轉(zhuǎn)換
  一對(duì)一轉(zhuǎn)換
• PAT（Port Address Translation），目前應(yīng)用最廣泛的 NAT 實(shí)現(xiàn)方式
  多對(duì)一轉(zhuǎn)換，最大程度節(jié)約公網(wǎng) IP 資源
  采用端口多路復(fù)用方式，通過端口號(hào)標(biāo)識(shí)不同的數(shù)據(jù)流

15.4：端口映射

端口（0 ~ 65535）是每個(gè)軟件的一個(gè)通訊進(jìn)出口。

類似于 NAT。

端口映射，就是將內(nèi)網(wǎng)主機(jī)的一個(gè)端口映射到外網(wǎng)主機(jī)的一個(gè)端口。當(dāng)用戶訪問外網(wǎng) IP 的這個(gè)端口時(shí)，外網(wǎng)主機(jī)自動(dòng)將請(qǐng)求映射到內(nèi)網(wǎng)對(duì)應(yīng)的機(jī)器上。

無奈夜長人不寐，數(shù)聲和月到簾櫳。

——《搗練子令 · 深院靜》（五代）李煜 文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-743042.html

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