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家庭网络场景
在我们的家庭网络中有非常多的网络设备。例如我们有两台电脑A和B。一台手机。一台电视机。他们都连接到了wifi网络路由器上。并且wifi网络路由器通过运营服务商线路接入因特网。
在这种网络模型中有非常多的应用场景:
电脑A和B之间互相发送文件
手机通过app控制电视机
电视机访问电脑A上共享的影片
电脑和手机访问网络上的网址
在家中通过VPN连接到集团内网中进行事件
以上几种应用场景都摆脱不了一件事。只是通过网络进行通信
围绕这些话题。芝士君准备通过五期教程剖析电脑网络世界。看了这五期教程。相信你应该从网络小白一跃变成网络达人。
五期内容分别是:
mac地址与IP地址
交换机与wifi网络路由器
家庭网络与因特网
TCP协议与UDP协议
VPN
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写信的两个关键消息
在线下生活中。我们如果要给对面写信。除了信件内容外。我们还需要填写信封。信封上有写两个重要消息。一个是收件地址。一个是收件人。收件地址表示这封信要寄到哪里。收件人表示信要寄给谁。
一样的道理。在网络世界中。我们要发消息给别人。也需要了解收件地址和收件人。他们只是MAC地址与IP地址。MAC地址只是收件地址。IP地址只是收件人。
如果把网络比喻为我们生活的城市。那网卡只是城市中的建筑。MAC地址只是这栋建筑的物理地址。而IP地址只是在这些建筑中的人。
与写信不一样。在电脑网络中发送消息。我们只要填写内容和对面的IP地址。操作面板系统会根据目标IP全自动查询arp表获取对面的mac地址。补齐这封信。从网卡发出。
IP地址与MAC地址
我们再回过头看来看一下这种网络模型。即便电脑。手机。电视他们是不一样的类别的电子业务。但是他们的通信都是由其内部的网卡设备所进行的。所以我们统一用网卡来表示设备。
每张网卡在出厂时。都写入一个地址。只是mac地址。这种地址是由6个字节构成的。之中前3个数表示的是网络硬件厂商的编号。由IEEE(世界性电子技术与电子工程师协会)分配。后3个字节代表该创造商所创造的网卡的序列号。所以mac地址是世界唯一的地址。即便应该通过一些很多的手法改写mac地址。但不在我们研究的周围。
我们上面说了。mac地址表示了网卡在网络中的确认地点。那这种地点是怎么样表示与确认的呢?
例如我们的电脑A通过网线接入到了交换机的端口1。那这种端口1只是网络中的详细地点。就像我们的门牌号一样。交换机就了解了某个mac地址在端口1上。从而就把mac地址和端口进行了绑定。关于交换机的详细话题以及交换机与wifi网络路由器的区别。我们在下期内容再进行详聊。
我们的网卡接入网络后如果要通信。需要给它配置另外一个地址。只是IP地址。IP地址有两种。IPV4地址和IPV6地址。如我们常用的192.168.1.x只是IPV4地址。由四位0-255的数字用小数点间隔构成。
目前IPv4技术可能使用的IP地址最多可有4,294,967,296个。看上去像是超难会用尽。但由于初期编码和分配上的问题。很多地区的编码实际上被空出或不应该使用。随着网络的急速成长。IPv4的42亿个地址最终于2011年2月3日用尽。
相对应的科研团队已研究出128位的IPv6。其IP地址数量最高可达3.402823669 × 10^38个。届时每一个体家居中的每件网络设备。甚至世界上每一粒沙子都应该坐拥自己的IP地址。
DHCP协议获取IP地址
现在我们了解了。网卡上需要配置好IP地址才应该事件。这时候又有朋友要问了。我的电脑接上网线。或者手机连上wifi网络路由器之后。没让我配置IP地址也应该正常使用啊。
这是因为由称之为DHCP的协议帮我们全自动配置了。
当电脑插上网线。或者手机连接到wifi。操作面板系统网络协议栈会全自动向外发送一个dhcp请求。请求为其分配IP地址
wifi网络路由器收到DHCP请求后。会为其分配一个IP地址。并通过DHCP回复报文发送回去
操作面板系统收到了DHCP回包后。将其分配的IP地址配置到网卡上。小心。在一个局域网中。IP地址也是唯一的。wifi网络路由器不会分配重复的IP地址给不一样的设备
当然。你也应该手动把DHCP关掉。这样你需要手动来配置一下网卡的IP地址。但是你要保证。你配置的IP地址不应该与此网络中的很多的人重复
这样网卡就配置好了IP地址
ARP协议获取MAC地址
我们上面提到。mac地址是由操作面板系统来补齐的。那操作面板系统是怎么样了解对面的mac地址的
实际上。这一步是由arp协议来完成的
当电脑A想向电脑B发送消息你好时。操作面板系统并不会马上发出。他会先发送一包arp广播报文出去。问一下。192.168.1.10的mac地址是多少。
此时此刻网络中的全部设备都收到了这一包请求报文。除了192.168.1.10以外的设备。都会丢弃这包请求报文。只有192.168.1.10会回复自己的mac地址是多少
电脑A收到了回复。了解了电脑B的MAC地址。他首先会把电脑B的mac地址缓存起来。以便下次再用。之后填写MAC地址。把这封信补全。从网卡发送出去。交换机根据资料包中的目标mac地址寻找了电脑B所在的端口。从此端口发送出去。资料就被电脑B收到了
三个疑问
观看到的这里。不了解各位有没有一个疑问。交换机是怎么样寻找目标端口的。以及交换机和wifi网络路由器有什么区别。网关和路由又是什么意思。我们统一在下个视频进行教学。欢迎各位点个赞留言评论转发。
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