前置知識（了解）：計算機基礎(chǔ)。

作為架構(gòu)師，我們所設(shè)計的系統(tǒng)很少為單機系統(tǒng)，因此有必要了解計算機和計算機之間是怎么聯(lián)系的。局域網(wǎng)的集群和混合云的網(wǎng)絡(luò)有啥區(qū)別。系統(tǒng)交互的時候網(wǎng)絡(luò)會存在什么瓶頸。

ARP協(xié)議

地址解析協(xié)議，即ARP（Address Resolution Protocol），是根據(jù)IP地址獲取物理地址的一個TCP/IP協(xié)議。主機發(fā)送信息時將包含目標(biāo)IP地址的ARP請求廣播到局域網(wǎng)絡(luò)上的所有主機，并接收返回消息，以此確定目標(biāo)的物理地址

主機A的IP地址為192.168.1.1，MAC地址為0A-11-22-33-44-01；

主機B的IP地址為192.168.1.2，MAC地址為0A-11-22-33-44-02；

當(dāng)主機A要與主機B通信時，地址解析協(xié)議可以將主機B的IP地址（192.168.1.2）解析成主機B的MAC地址，以下為工作流程：

第1步：根據(jù)主機A上的路由表內(nèi)容，IP確定用于訪問主機B的轉(zhuǎn)發(fā)IP地址是192.168.1.2。然后A主機在自己的本地ARP緩存中檢查主機B的匹配MAC地址。

第2步：如果主機A在ARP緩存中沒有找到映射，它將詢問192.168.1.2的硬件地址，從而將ARP請求幀廣播到本地網(wǎng)絡(luò)上的所有主機。源主機A的IP地址和MAC地址都包括在ARP請求中。本地網(wǎng)絡(luò)上的每臺主機都接收到ARP請求并且檢查是否與自己的IP地址匹配。如果主機發(fā)現(xiàn)請求的IP地址與自己的IP地址不匹配，它將丟棄ARP請求。

第3步：主機B確定ARP請求中的IP地址與自己的IP地址匹配，則將主機A的IP地址和MAC地址映射添加到本地ARP緩存中。

第4步：主機B將包含其MAC地址的ARP回復(fù)消息直接發(fā)送回主機A。

第5步：當(dāng)主機A收到從主機B發(fā)來的ARP回復(fù)消息時，會用主機B的IP和MAC地址映射更新ARP緩存。本機緩存是有生存期的，生存期結(jié)束后，將再次重復(fù)上面的過程。主機B的MAC地址一旦確定，主機A就能向主機B發(fā)送IP通信了。

ICMP協(xié)議

ICMP協(xié)議是一個網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。一個新搭建好的網(wǎng)絡(luò)，往往需要先進行一個簡單的測試，來驗證網(wǎng)絡(luò)是否暢通；但是IP協(xié)議并不提供可靠傳輸。如果丟包了，IP協(xié)議并不能通知傳輸層是否丟包以及丟包的原因。所以我們就需要一種協(xié)議來完成這樣的功能–ICMP協(xié)議。

ICMP協(xié)議的功能主要有：1. 確認IP包是否成功到達目標(biāo)地址 2. 通知在發(fā)送過程中IP包被丟棄的原因

我們需要注意幾點：

1.ICMP是基于IP協(xié)議工作的，但是它并不是傳輸層的功能，因此仍然把它歸結(jié)為網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議

2. ICMP只能搭配IPv4使用，如果是IPv6的情況下, 需要是用ICMPv6

我們用的ping、 tracert、pathping 操作中就包括了相應(yīng)請求（類型字段值為8）和應(yīng)答（類型字段值為0）ICMP報文。過程：一臺主機向一個節(jié)點發(fā)送一個類型字段值為8的ICMP報文，如果途中沒有異常（如果沒有被路由丟棄，目標(biāo)不回應(yīng)ICMP或者傳輸失?。瑒t目標(biāo)返回類型字段值為0的ICMP報文，說明這臺主機存在。

DHCP協(xié)議

DHCP的全稱是Dynamic Host Configuration Protocol, 即動態(tài)主機配置協(xié)議，?它的特點是能夠自動設(shè)置IP地址，并實行統(tǒng)一的管理。

我們有兩種為主機設(shè)置IP地址的方式：1.管理員手動設(shè)置主機的IP地址 2.通過DHCP自動設(shè)置IP地址?

DHCP是一種即插即用的協(xié)議（plug-and-play protocol）。實際上，我們在生活中經(jīng)常享受著DHCP帶來的便利：我們有時會攜帶筆記本電腦或手機到公共場所里，例如圖書館，并且通過WiFi連上一個陌生的子網(wǎng)，但是我們并沒有做重新為主機配置IP地址的工作！?

DHCP服務(wù)器的工作流程

• DHCP服務(wù)器管理著一個包含一系列IP地址的地址池
• 每當(dāng)一臺新的主機加入時，DHCP服務(wù)器就從其當(dāng)前可用地址池中分配一個任意的地址給它
• 而每當(dāng)一臺主機離開的時候，其IP地址就被回收到地址池中

IP路由協(xié)議

IP路由協(xié)議是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議里面的一個重要組成部分，一般工作在第三層（即網(wǎng)絡(luò)層），常見的設(shè)備是路由器。從A到B網(wǎng)絡(luò)中路由如何選擇：每個路由器都有一張路由表。路由器通過查詢分組首部字段的目的地址，通過路由表，獲得該分組應(yīng)該轉(zhuǎn)發(fā)的輸出端口。路由器由此完成轉(zhuǎn)發(fā)功能。后面我們將深入看到路由器的內(nèi)部，實際上這個查詢功能是由每個輸入端口完成，每個輸入端口都有路由表的影子副本，由此可以實現(xiàn)多個查詢并行。

那么路由表是如何配置的呢？這是由網(wǎng)絡(luò)中的路由選擇協(xié)議決定。（大致可以分為：靜態(tài)路由。靜態(tài)路由由管理員手動添加配置到路由器的路由表中，其優(yōu)先級最高。動態(tài)路由：多臺路由器之間通過動態(tài)路由協(xié)議，協(xié)商獲取，不同的動態(tài)協(xié)議獲得的路由表表項優(yōu)先級也不同。）靜態(tài)路由配置方便，對系統(tǒng)要求低，適用于拓撲結(jié)構(gòu)簡單并且穩(wěn)定的小型網(wǎng)絡(luò)。缺點是不能自動適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓撲的變化，需要人工干預(yù)。動態(tài)路由協(xié)議有自己的路由算法，能夠自動適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓撲的變化，適用于具有一定數(shù)量三層設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)。缺點是配置對用戶要求比較高，對系統(tǒng)的要求高于靜態(tài)路由，并將占用一定的網(wǎng)絡(luò)資源。

常見的動態(tài)路由協(xié)議包括RIP、OSPF、IS-IS、IGRP、EIGRP、BGP等。RIP、OSPF、IS-IS、IGRP、EIGRP是內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議(IGP)，適用于單個ISP的統(tǒng)一路由協(xié)議的運行，一般由一個ISP運營的網(wǎng)絡(luò)位于一個AS（自治系統(tǒng)）內(nèi)，有統(tǒng)一的ASnumber（自治系統(tǒng)號）。BGP是自治系統(tǒng)間的路由協(xié)議，是一種外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議，多用于INTERNET上，在不同運營商之間交換路由信息，在某些大型的企業(yè)的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)里，有時也會用到BGP路由協(xié)議。下面為大家介紹各種路由協(xié)議的特性。

RIP路由協(xié)議??RIP是Routing Information Protocol（路由信息協(xié)議）的簡稱。它是一種較為簡單的內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議IGP（Interior GatewayProtocol），主要用于規(guī)模較小的網(wǎng)絡(luò)中，比如校園網(wǎng)以及結(jié)構(gòu)較簡單的地區(qū)性網(wǎng)絡(luò)。對于更為復(fù)雜的環(huán)境和大型網(wǎng)絡(luò)，一般不使用RIP。RIP是一種基于距離矢量（Distance-Vector）算法的協(xié)議，它通過UDP報文進行路由信息的交換，使用的端口號為520。

OSPF路由協(xié)議??OSPF（Open Shortest PathFirst）是IETF組織開發(fā)的一個基于鏈路狀態(tài)的內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議。目前針對IPv4協(xié)議使用的是OSPF Version2（RFC2328）；針對IPv6協(xié)議使用OSPF Version 3（RFC2740）。

BGP路由協(xié)議???BGP是“邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議(Border GatewayProtocol)”的縮寫，處理各ISP之間的路由傳遞。BGP是一種外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（EGP），與OSPF、RIP等內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（IGP）不同，其著眼點不在于發(fā)現(xiàn)和計算路由，而在于控制路由的傳播和選擇最佳路由。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-823641.html

到了這里，關(guān)于架構(gòu)師之路（十五）計算機網(wǎng)絡(luò)（網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議）的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！