数据包传输

                              

由上图可知:  数据包的发送需要经过三个阶段, 第一个阶段为由计算机A发送至路由器0,  第二个阶段为路由器0发送至路由器1,   第三阶段为由路由器1到计算机F

路由器与集线器

     (1) 路由器根据目标地址判断下一个路由器的位置
     (2) 集线器在子网中将网络包传输到下一个路由
实际上，集线器是按照以太网规则传输包的设备，而路由器是按照IP
规则传输包的设备，因此也可以作如下理解:
     (1) IP协议根据目标IP地址判断下一个IP转发设备的位置
     (2) 子网中的以太网协议根据MAC地址将包传输到下一个转发设备

数据包传输过程分析

首先，发送方将包的目的地，也就 是要访问的服务器的IP地址写入IP头部中。这样一来，就知道这个 包应该发往哪里，IP协议就可以根据这一地址查找包的传输方向(由于目标IP与源IP不在同一个网段, 那么需要将包发送至网关, 即路由器)，从而找 到下一个路由器的位置，也就是图中的路由器R1。接下来，IP协议会委托以太网协议将包传输过去。这时，IP协议会查找下一个路由器的以太网地址（MAC地址），并将这个地址写入MAC头部中。这样一来，以太网协议就知道要将这个包发到哪一个路由器上了。(网络包在传输过程中会经过集线器，集线器是根据以太网协议工作的设备。为了判断包接下来应该向什么地方传输，集线器里有 一张表（用于以太网协议的表），可根据以太网头部中记录的目的地信息查 出相应的传输方向, 这里只有一个集线器，当存在多个集线器时，网 络包会按顺序逐一通过这些集线器进行传输)
       接下来，包会到达下一个路由器(路由器R1)。路由器中有一张IP协 议的表，可根据这张表以及IP头部中记录的目的地信息查出接下来应该发 往哪个路由器。为了将包发到下一个路由器，还需要查出下一个路由 器的MAC地址，并记录到MAC头部中，可以理解为改写了MAC头部(更准确地说，收到包的时候MAC头部会被舍弃，而当再次发送的时候又 会加上包含新MAC地址的新MAC头部)。这样，网络包就又被发往下一个节点了。网络包会通过路由器到达下一个 路由器R2。这个过程不断重复，最终网络包就会被送到目的地，当目的地 设备成功接收之后，网络包的传输过程就结束了。

 

网络、互联网、因特网

 

全世界最大的互联网是: 因特网(Internet), 一般使用大写 I 开头的 Internet 特指因特网

ISP

ISP, Internet Service Provider, Internet服务提供商, 比如移动、电信、网通、铁通等

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(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

 

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

 

上网方式

上网方式 - 电话线入户

这就是平时说的: ADSL电话拨号上网 (Asymmetric Digital Subscriber Line)
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
 

上网方式 - 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

 

上网方式 - 网线入户

 

家用无线路由器的逻辑结构

公网IP、私网IP

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 Informatica Center, Inter NIC) 统一分配和管理
     ISP需要向Inter NIC申请公网

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

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

NAT的分类:
    ① 静态转换
    手动配置NAT映射表
    一对一转换

    ② 动态转换
    定义外部地址池，动态随机转换
    一对一转换

    ③ 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