本文是一篇科普文章,主要是幫助大家理解清楚網路通訊底層的根本原因。
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一、網路通訊模型
為了更好地促進網際網路的研究和發展,國際標準化組織ISO在1985 年指定了網路互聯模型。OSI 參考模型(Open System Interconnect Reference Model),具有 7 層結構
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而且在訊息通訊的過程中具體的執行流程為:
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網路傳輸的資料其實會透過這七層協議來進行資料的封裝和拆解,具體每層的作用後面詳細介紹,先清楚這些大概流程即可。
二、計算機通訊
1。計算機通訊的基礎
首先我們需要清楚的知道,要實現兩臺計算機之間的相互通訊,前提是需要指定對方的IP地址,但是最終是透過MAC地址(網絡卡地址),輸送資料到網絡卡,然後被對方網絡卡接受。那麼其中的發現過程到底是怎麼樣的呢?接下來我們一一的拆解
1。1 網線直連
計算機與計算機直接要實現相互連線,最直接的方式就是透過網線直連的方式。
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透過Packet Tracer模擬為:
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為什麼說網路通訊訪問的其實是閘道器呢?在這兒我們同樣可以演示出來。(歡迎+V: boge_java),獲取相關的資料哦!
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在192。168。1。20 直連 192。168。1。21 是會首先透過ARP 操作來獲取MAC地址,在獲取了MAC地址後才透過ICMP協議來完成相關的通訊操作。
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第二個ARP廣播
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到這兒192。168。1。20就已經獲取到192。168。1。21的MAC地址,然後就可以完成通訊操作了。因為快取的作用,第二次再訪問的時候就不需要在透過ARP來獲取器MAC地址了。(歡迎+V: boge_java),獲取相關的資料哦!
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檢視具體的協議資訊可以看到對應的MAC資訊
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1。2 同軸電纜
直連的方式首先必須是在同一個網段才可以,第二就是如果節點比較多會很麻煩,這時我們可以透過
同軸電纜
來處理。(歡迎+V: boge_java),獲取相關的資料哦!
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這種方式是很早以前使用的方式,特點是:
半雙工通訊
容易衝突
不完全
中間斷了,整個就都癱瘓了
1。3 集線器(Hub)
集線器的英文稱為“Hub”。“Hub”是“中心”的意思,相比於同軸電纜的T型結構,集線器會更高效些,如圖:
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同樣的在集線器中也是需要尋找MAC地址的。
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在上面的動態圖中我們可以看到 40 節點要連線 42 節點,那麼需要先透過ARP廣播獲取到 42的MAC地址,這個過程中也會廣播到41,只是會失效。40獲取到42的MAC地址後會透過集線器來發送資訊,會發送到當前拓撲圖中的其他節點,只是會校驗如果要接收的節點的MAC地址不是我的就不會接收。這也意味著透過抓包工具是可以竊取到對應的資訊的,所以不安全。同時因為集線器同樣還是半雙工通訊所以容易衝突。而且和同軸電纜一樣也是沒有智商的。所以效率不高。
半雙工通訊
容易衝突
資料不安全
和同軸電纜一樣沒有智商
1。4 網橋(Bridge)
針對集線器所具有的缺點,我們可以透過網橋來完善。(歡迎+V: boge_java),獲取相關的資料哦!
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網橋可以透過自學的方式快取記錄每個介面那側的MAC地址,從而起到隔絕衝突域的作用
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首先在獲取41的MAC地址時,ARP廣告還是會廣告整個區域的。但是在獲取到了41的MAC地址後,在傳送訊息的時候攜帶了41的MAC地址,在經過網橋時,網橋之前已經記錄了41是在左側的,所以就中斷了鏈路。
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1。5 交換機(Switch)
其實集線器加網橋的這種方式已經過時了,我們現在使用的都是交換器,可以把交換器看成是集線器加網橋的組合。(歡迎+V: boge_java),獲取相關的資料哦!
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結構可以為:
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也可以多個交換機直連
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我們來看下通訊的流程圖
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透過上面的動圖我們可以看到使用了交換機後,在獲取MAC地址的時候還是會ARP廣告定址,但是在獲取到了MAC地址後再發送資訊的會就只會傳送到準確的機器上了,相比之前更安全了,而且交換機是全雙工通訊效率更高。
但是交換機同樣只能處理同一個網段的節點,而且如果全世界的機器都是透過交換器來實現互聯的話,在ARP廣播的時候就會產生廣播風暴。這時引入了路由器的概念。(歡迎+V: boge_java),獲取相關的資料哦!
1。6 路由器(Router)
網線直連,同軸電纜,集線器,網橋,交換機的特點:
連線的裝置必須在同一網段
連線的裝置處在同一廣播域
路由器:
可以在不同網段之間轉發資料
隔絕廣播域
可以路由器單獨使用:
在這裡插入圖片描述也可以和交換器一起使用
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在路由器的兩側我們需要分別配置閘道器:
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然後計算機要能找到路由器,我們也需要設定閘道器
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配置好路由器之後我們就也可以來看下效果了,首先192。168。2。10 訪問 192。168。2。12
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然後我們再跨網段訪問看看:
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最後來看下跨域訪問的效果吧
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好了,本文就介紹到這裡了,感覺有幫助的一鍵三連吧!!!
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