一.认识IP和MAC

1.IP

IP的格式：xxx.xxx.xxx.xxx
IP由四个部分组成，每个部分都是0-255.
网络号：前三个部分组成（用来标识网段），前三个部分相同，标识在一个网段
主机号：最后一个部分用来标识主机号
IP分为A-E五大类，部分范围是局域网IP，部分是广域网IP，可以根据规范，直到莫格IP是局域网IP还是公网IP
注意： 局域网内（局域网IP）：网段唯一，同一个网段，主机号唯一
公网(公网IP）：公网IP是唯一的

2.MAC

和网卡硬件绑定的，全球唯一
作用：网络数据传输定位网卡硬件的位置，一个主机可能有多个网卡（例如蓝牙连接，无线连接，有线连接的网卡），电脑硬件定位数据发送的目的位置只能使用MAC

总结：
IP地址描述的是路途总体的起点和终点。（给人用的，网络主机的逻辑地址）
MAC地址描述的是路途上的每一个区间的起点和终点（给电脑硬件用的，网络主机的物理地址）
、

二.网络数据传输的特性

1.IP，MAC起的作用
2.封装分用——发送数据从高到低封装，接收数据从低到高分用
3.结合IP，MAC，理解网络数据传输，本质上是一跳一跳的传输数据

首先根据目的主机放松http请求，从源IP发送数据到目的IP
从源MAC（1）发送数据到目的MAC（2），然后MAC（2）对数据进行封装和分用，再以MAC（2）为源MAC，目的MAC为MAC（3），以此，发送数据到最终目的MAC。
注意： 接收数据报的主机：可能在一些情况下（广播或者转发），出现目的MAC不是我，我也能收到的情况（后面会提到）。

五元组：
源IP，目的IP，源端口，目的端口，协议号

IP：标识主机，给人用
源IP：发送数据的主机
目的IP：接收数据的主机

端口号：
源端口：标识发送数据的进程
目的端口，标识接收数据的进程
协议号：进程需要封装，解析数据报的数据格式

DNS协议：
作用：域名转IP

主机/路由器：都存在DNS缓存
域名查询的方式：上图树形结构从下往上查找（缓存，域名服务器）。
现在主机/路由器的DNS缓存中找，如果找不到，依次向上

特殊的IP，域名：本机IP为127.0.0.1，本机域名为localhost

三.网络输出传输流程

ARP/RARP协议：
主机中有ARP缓存表
ARP协议：IP转MACC
RARP协议：MAC转IP

注意：交换机和集线器自己是没有MAC地址的，都是通过转发(不会修改源MAC和目的MAC）
交换机有MAC地址转换表，可以根据MAC找到对应的端口，而集线器没有这个功能

1.网络互连的方式

首先介绍集线器：如上图，网络数据传输时，直接转发到其他所有端口（工作在物理层）

网络数据传输的过程：

<1>ARP缓存表找到了

1.主机1发送数据到主机3（http：//主机3：80）
2.主机1查找本机的ARP缓存表，根据ARP协议，找到目的MAC
3.数据报由主机1，发送到集线器（数据报中的源MAC（主机1），目的MAC（主机3）真实的数据报
4.集线器转发数据报到除主机1的其他所有相连的主机（主机2，主机3）
5.主机2接收：数据报中，目的MAC不是我，丢弃
主机3接收，数据报中，目的MAC是我，接收
目的IP是我，交给对应端口处理，如果不是我，执行上述网络传输（一跳一跳的过程）

<2>ARP缓存表没找到

1.主机1发送数据到主机3，http：//主机3：80
2.主机1查找本机的ARP缓存表，发现找不到
3.主机1发送广播数据报（非真实数据，只是要求对应主机返回MAC：我要IP为主机3的MAC，谁是主机3，快告诉我）
注意：

4.集线器转发到主机2，主机3
5.主机2接收：要求的IP不是我，丢弃
主机3接收：要求的IP是我，返回我的MAC
6.主机1收到主机3的返回数据（IP，MAC）更新自己的ARP缓存表
7.主机1发送真实的数据到主机3

注意：使用集线器的缺陷
网络冲突，这样构成的网络区域叫冲突域/碰撞域（例如，房间里有多个人说话，那么其中某一个人说话就听不清楚了）

2.局域网交换机组网的方式

首先介绍交换机，交换机的作用：
MAC地址转换表：保存连接的主机MAC和端口的映射，目的MAC是谁，直接转发到对应的端口（不像集线器，发送到所有端口），不会产生冲突域。

1.主机1发送数据到主机3 ，http：//主机3：80
2.主机1查找本机的ARP缓存表，如果找到，主机1发送数据到主机3。如果找不到，发送广播数据报，让IP为主机3的告诉我，你的MAC
3.交换机转发到其他所有端口（广播）
4.主机2丢弃，主机3返回自己的MAC
5.交换机知道主机3的MAC，主机1知道主机3的MAC（更新ARP缓存表）
注意：上述五个步骤，都是根据IP找MAC，和集线器的流程相似，下面的步骤时根据MAC找端口
6.主机1发送真实数据给交换机
7.交换机查找自己的MAC地址转换表，通过MAC找端口，发送数据到对应的端口
8.主机3接收，目的MAC是我，目的IP也是我
这种网络数据传输的方式就像：先问张三的手机号，再打电话给张三，对别人没有影响

3.局域网交换机+路由器组网的方式

注意：单独由路由器组网的方式，和上述由交换机单独组网的方式相同
首先介绍路由器，这里介绍两种：
<1>LAN口连接局域网，为主机分配局域网IP，分配的局域网IP都是一个网段（路由器下连接多个主机的类型）
路由器还有个网卡：绑定局域网的IP，和下面连接的主机进行信息交互用的

<2>LAN口是网卡。每个LAN口都可以连接类似交换机组网的方式

主机上的网络信息：

第二种路由器组网方式：

1.主机1发送数据到主机2:http://192.168.2.y:8080/xxx
2.通过目的IP+子网掩码，计算出目的主机和本机是否在一个网段
3.如果是，不需要使用路由器，和上述使用交换机组网方式一样
4.如果不是，表示我主机1和交换机处理不了，要发送给网关转发（网关就类似于IP的管理者，能查询其他主机的IP）
5.数据报发送给网关设备

目的MC：通过路由器网关的IP在主机1的ARP缓存表中，获取网关的MAC
6.路由器接收到数据报，分用：物理层到网络层，网络层分用，所有可以获取到目的IP
7.路由器查找自己的ARP缓存表（IP找MAC）
8.找不到，路由器发广播，主机2在哪，告诉我你的MAC
9.有了MAC，直接发到主机3

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