网络如何通信

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网络模型

首先我们要了解用于通信的网络模型，分为OSI七层模型和TCP/IP四层模型。

OSI七层模型

应用层  |   表示层  |   会话层  |   传输层  |   网络层  |   数据链路层  |   物理层

应用层：网络服务与用户的接口，例如http协议

表示层：数据的表示格式，例如UTF-8的格式

会话层：建立、管理、终止会话，例如SSL协议

传输层：定义传输数据的协议端口号，例如TCP/UDP

网络层：进行逻辑地址寻址，实现不同网络之间的路径选择，例如ICMP、IP协议

数据链路层：建立逻辑链接、进行硬件地址寻址、查错校验等功能，例如ARP协议

物理层：建立、维护、断开物理链接，例如传输的点信号

TCP/IP四层模型

应用层  |   传输层  |   网络层  |   网络接口层

应用层包括：七层模型中的 应用层  |   表示层  |   会话层

传输层：不变

网络层：不变

网络接口层：包括数据链路层  |   物理层

网络如何通信

网络通信与我们寄信类似，需要再数据中加上寄件人（源mac）、寄件人地址（源ip）、收件人（目的mac）、收件人地址（目的ip）附加上；

mac地址

mac地址时网卡的唯一标识，对比我们来说每个网卡有自己的身份证，不会重复，所以可以理解为寄件人。

我们在上层协议中时不用写目的mac地址的，我们如何获得对端的mac地址呢？

arp协议

通过arp协议。arp协议在发送数据包（此数据包包含了源mac  |   源ip  |   源端口  |   目的mac为填  |   目的ip  |   目的端口）之前发送的一个arp包。

arp包内包含了| 源mac  |   源ip  |   目标mac由全0表示  |   目标ip | 这个包属于网络层。

在数据链路层（将此包发送到哪儿）包括源mac和目标mac由全f表示广播，此时网络中所有的主机都会收到这个包，如果这个包的ip与自己的ip相同就生成回复报文填入自己的arp地址，再回发回去，收到数据包解析，将目标mac填入包中发出，顺便将mac和ip映射的关系填入arp表（存mac和ip的映射关系），之后我们就可以复用。
如果ip发生了变化，操作系统会广播一个免费arp包，其他电脑收到arp包之后就会更新自己的arp表。

但是由此衍生出来了arp攻击，由另一个ip的电脑X不断的发送免费arp包，包内的mac地址是自己的，但是ip是路由的，（相当于告诉别人某某某现在在我这里）这样网络中的arp表都会改变，这样交换机就会把你要发送的信息都发给电脑X，导致网络瘫痪，最好的解决办法是配置静态arp地址。

交换机

交换机的作用是将数据包发送到正确的位置，交换机中有一个mac和端口（比如你在家链接网络的机器都会有一个端口，通过mac和端口的对应关系才能找到发送到哪儿）的映射关系表，交换机只关心mac地址不关心ip。

路由器

交换机和路由器有什么区别？

路由器有LAND口多个和WAND口1个。

LAND口用于给一个区域的设备提供网络链接。

WAND口用于接入因特网。

如果不用WAND口路由器=交换机

WAND口会分配一个网关（分配的公网IP）

网关和路由

我们先了解子网的概念，IP&子网掩码的结果相同我们认为它们再同一子网。

而tcp/ip协议规定了不同子网不能直接通信，如果需要通信需要网关的转发。

首先我们要了解，根据ip判断如何发送数据，我们称之为路由，网关的ip地址是具有路由功能的设备ip地址。

例如如果不在同一子网，就会把发送的mac地址改为网关的mac地址发送，包中没有动，网关通过路由表查询到子网，再发送给目的地。

IP协议

如何获取ip？

通过DHCP协议

当一个不同子网中的相同ip，同时访问同一个网站，由于此网站不处于同一子网，不能直接访问（会造成arp表混乱mac地址和ip的映射关系），如何解决？

答案是要通过网关，所以先组织包发送到网关中，修改ip（称为SNAT 源地址转换技术），到达后服务器将IP对调回发，最后由路由器UNSNAT，再发到相应的地址。

当一个家庭中的不同ip访问相同网站，步骤开始一样，但是到了最后UNSNAT分辨不出谁是谁的包，如何解决？

答案是增加上层协议，例如TCP/UDP增加了ip+端口的映射关系。

如果你电脑上是服务器，要向外提供服务，公网发过来的请求不能直接到达内网，如何解决？

答案是路由器使用DNAT技术（目标地址转换技术）转发请求，例如访问公网ip的8080端口，转换为访问内网中一个ip的80端口。这个是要配置的。

DHCP协议

这里介绍自动获取ip。

首先，操作系统使用UDP协议通过68端口向67端口广播一包DHCP discover数据包用来了寻找DHCP服务器。

当DHCP服务器收到数据包后，封装一个DHCP offer包回发回去。

当收到offer包后，还要回复一个DHCP Request包（此处是因为可能收到多个服务器发送的offer包），最后由服务器回复一个ack包，ip分配成功。

ICMP协议

其协议有2中功能ping（询问报告功能）/traceroute（差错报告功能）

traceroute此功能可以看到路径的网关ip

DNS协议

用于域名解析，相当于别名。

当使用域名查询时，浏览器首先会向上级DNS服务器查询，成功返回ip地址，并在一段时间内可以复用。

原文地址：https://blog.csdn.net/2302_76892983/article/details/135880171

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