网络通信:为什么一个IP通过路由器可以给多人使用
IP的作用： 网络通信中标识唯一的主机
你有一个上网的账号，运营商会分配一个IP给你，为什么你通过路由器，就可以给多个设备使用了？
- 两台电脑通信：网线
通过一根网线连接(需要设置同一网段IP和网络掩码)
可以使用ping 命令测试连通性
2.三台电脑通信： 集线器（hub）
集线器链接在一起，配置为同一网段
缺点： 以广播方式发送数据，会导致网络拥堵
3.三台电脑通信（改进）： 交换机（switch） 【基本替代了集线器】
克服了集线器广播发送数据缺点， 可以单播发送。
初始化时广播发送arp，获取每个设备mac地址，之后再跟某个设备通信时，会使用ip + mac的形式非请求mac不会发送数据
企业使用交换机实现多台电脑链接网络
4.三台网络电脑之间通信： 路由器（Router）
当有多台电脑，且不在同一个地方，不在同一个网段，交换机不满足要求了，如何进行通信，
路由器核心就是链接多个不同网段的局域网，组成一个大的局域网
比如让路由器左边的局域网段的192.168.1.1(PC0)和路由器右边的局域网段192.168.2.1(PC3)进行通信，那么底层数据流转的呢？
说明: PC0与PC3不在同一个网段,PC0 把数据发送给默认网关(路由器Router0), 目的IP是192.168.2.1, 目的MAC是左边虚拟网卡MAC
如果是首次联网, PC0不知道左边虚拟网卡地址,所以PC0会发送arp,得到MAC地址
路由器根据目的IP网段解析,将数据发送给右边的虚拟网卡(19,2,168.2 网段的网关), 网关再根据目的IP进行解析,将数据发送给PC3, 目的MAC变成了192.168.2.1的MAC地址
网络传输过程的IP不变,MAC不断变化, 比如寄快递从北京到上海,目的IP上海不变,中间可能先到山东MAC ,再到南京MAC, 从南京MAC到上海MAC
- 网络间设备通信与流转过程
PC0 浏览器输入网址www.baidu.com, 需要解析出IP地址(检查电脑Host文件和路由缓存IP,没有再向DNS服务器查询解析)
(如果使用联通的宽带, 默认的DNS服务器和默认网关是一样的, 当然也可以自定义DNS服务器, 8.8.8.8是google免费提供的DNS服务器IP,也可以配置多个DNS地址)
得到IP后,浏览器进行三次握手连接服务器,HTTP请求数据以TCP方式发送给服务器,服务器以TCP方式返回应答
概念提示:
MAC地址: 设备通信时的标志, 网卡的序列号
IP地址: 在逻辑上标记一台电脑 ,指引数据表收发
网络掩码: 用来区分IP地址的网络号和主机号
默认网关: 当发送的数据包目的IP不在本网段时, 发送给一台默认的电脑,成为网关
集线器: 已过时,数据会广播,网络会拥堵
交换机: 可以单播,广播
路由器: 连接多个不同网段,每次收到数据后,IP不变,MAC变化
DNS: 用来解析出IP
http服务器: 提供浏览器能够访问的数据
每个城市分配到的IP网段是确定的, 所以能知道IP所在地
- 路由器共享IP上网原理: NAT(网络地址转换器)
提示:
1 宽带上网: 网线(光纤) – >调制器(光猫) -->电脑 直接连接上网
2 电脑得到服务商的公网IP(切记只有公网IP才能上网)
3 为了能够多台设备上网, 需要分流网线(光纤) -->解调器(猫) -->路由器 – >电脑
4 路由器有一个公网的IP, 剩下几个端口 (或无线) 可以接入电脑设备, 并且分配私有IP(192.168.1.2)
5 当一个电脑(192.168.1.2)上网时,通过DNS协议解析出域名对应的IP,之后
1 发送数据时, 经过路由器时转换为公网IP以及路由器自己分配的临时接口
192.168.1.2:6789 — > 192.168.1.1 路由器 116.226.52.212:6539 --> 猫 – > 互联网
2 接收数据时, 在经过路由器时转换为路由器之前记录的IP以及port
互联网 -->猫 --> 116.226.52.212:6539 路由器 192.168.1.1 – >192.168.1.2:6789
总的来说就是: 只有公网IP能够上网, 上网时使用一个公网IP的临时端口, 临时端口与分配的IP对应,路由器做数据的转发