网络基础(数据链路层)

用于相邻设备传递数据(具体实施),去往哪里是网络层做的事情(确定方案) 因为ip地址会来回变化,所以不能用ip地址完成相邻设备的传输 例如:A主机和B主机需要传递数据,刚刚得到B主机的IP,但是由于B主机断线重连,可能重新分配给它一个IP,此时,B主机刚才的IP地址可能被C主机拿走,如果按照IP完成相邻设备的传输,则数据会发给C主机

arp协议

作用:通过IP地址获取MAC地址 解释: IP地址:该IP地址,是网络层进行路由计算得出来的相邻设备的IP地址 对于;链路中传递的数据需要区分,不是数据当中目的IP地址 MAC:相邻设备的MAC地址

    arp请求是获取MAC地址 arp请求是广播的方式进行发送的
    以太网目的地址:请求:0xFFFFFFFFFFFF:表示当前数据为广播数据包 以太网源MAC地址: 帧类型:描述上层协议(arp) 硬件类型:指的是链路层的网络类型(以太网) 协议类型:指的是要转换的地址类型(0x0200 ip地址) 硬件地址长度:MAC地址长度 协议地址长度:ip地址长度 op:表示为请求or应答:1请求;2应答 发送端以太网地址:MAC地址 发送端IP地址: 目的以太网地址: 目的ip地址:网络层路由匹配获得的相邻设备的ip地址

arp缓存表

    每台机器都会保存一个arp缓存表,记录相邻设备的IP地址和MAC地址的对应关系 缓存表的老化时间是20min,当过了老化时间会重新更新缓存表

NAT协议

1.作用

私网机器对公网机器发送请求:将网络数据当中的源IP地址换成公网IP地址 公网机器对私网机器发送应答:将网络数据当中的目的IP地址换成私网IP地址

NAT需要保存映射关系

2.NAT方式

静态NAT:一个私网IP对应一个公网IP 动态NAT:当需要地址转换时,选择一个空闲的公网IP进行替换

3.NAPT:动态NAT重载

在进行ip地址转换时,不仅仅将私网IP地址替换为公网IP,还将传输层的端口也替换掉 好处:一个公网IP+端口就可以服务多个私网IP同时进行转换,这样大大缓解IP地址枯竭的问题

理论上一个公网IP可以转换为2^16-1个子网IP

4.NAT总结

    NAT转换对于通信双方时透明的,无感知的 NAT网关会保存映射关系,应答回来之后,进行再次转换 数据只能先从私网到公网,不能从公网到私网 NAPT增加了端口的转换,可以大大缓解IP地址枯竭的问题

通信过程一旦NAT设备异常,鸡翅存在热备,所有TCP连接也都会断开

DNS协议

域名解析协议

1.作用

将域名转换为IP地址 什么是域名:一串点间隔的字符串,其本质对应一个ip地址 www.baidu.com

2.域名层级

    一级域名:.com .cn .gov .us 二级域名:baidu.com jd.com 三级域名:baike.baidu.com

3.域名服务器

根域名服务器:13个,一个主根服务器。辅根服务器:9个在美国,2个欧洲(英,瑞)一个亚洲(日)

    一级域名服务器:管理一级域名 二级域名服务器:管理二级域名 三级域名服务器:管理三级域名

4.域名解析过程

1.浏览器缓存 2.系统缓存-hosts文件 3.路由器缓存 4.迭代搜索

在浏览器中输入一个URL之后发生什么事情 1.域名解析 2.HTTP 3.TCP 4.IP 5.数据链路层以太网/arp

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