作者：矢泽久雄
文章目录
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第九章 • 通过七个简单实验理解TCP/IP网络
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【00】基础知识
- LAN：Local Area Network 局域网
- WAN：Wide Area Network 广域网
- TCP/IP：Transmission Control Protocol / Internet Protocol 传输控制协议/网际协议
- MAC地址：能够标识网卡的编号。所有网卡都会在上市前被分配一个不可变更的MAC地址
- 协议：计算机要进行信息交换，必须在发送者和接收者之间事先确定发生方式，这种对信息发送方式和规定或约束就称为“协议”
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【01】实验环境
所涉及到的设备
- 服务器
- 客户端
- 集线器（Hub）：负责把各台计算机的网线相互连接一起的集线设备
- 路由器（Router）：负责把公司内的网络和互联网连接起来（负责将LAN连接到WAN上）
路由器一端会先连接到互联网服务提供商的路由器上，而在服务提供商那里，又会继续将它们的路由器连接到其他路由器上，通过这种方式最终接入到互联网的主干线缆上。
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【02】查看网卡的MAC地址
首先了解信息发送和接收的CSMA/CD机制。
Career Sense Multiple Access with Collision Detection：带冲突检测的载波监听多路访问
- 载波监听：这套机制会去监听（Sense）表示网络是否正在使用的电信号（Career）
- 多路复用：多个设备可以同时访问传输介质
- 带冲突检测：表示这套机制会去检测（Detection）因同一时刻的传输而导致的电信号冲突（Collision）
如何查看网卡的MAC地址？
一台计算机收到电信号以后先做判断，如果是发送给自己的则选择接收，反之则选择忽略；可以用被称作MAC地址的编号来制定电信号接收者。
每一块网卡所带有的ROM都预先烧录了一个唯一的MAC地址
我们可以进入命令提示符，输入：ipconfig/all 来查询自己电脑的MAC地址。
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【03】查看计算机的IP地址
既然有了MAC地址唯一标识计算机，那么为什么还要有IP地址。
因为单纯的MAC地址会导致对计算机的分组管理不方便，而有了IP地址后，我们就可以像邮政编码一样快速寻找信息发送的目的地。
我们平时所说的主机，就是指设定了IP地址的计算机。
在TCP/IP网络中，传输的数据会带有MAC和IP两个地址。
IP地址
- 32bit的整数，每8bit为一组，组间用"."分隔，分为4段表示
- 8bit所表示的整数换算成十进制后范围是0-255，因此可用IP地址整数是0.0.0.0——255.255.255.255
- 通过IP地址就可以轻松对计算机进行分组管理（网络地址+主机地址）
子网掩码（Subnet Mask）
- 作用是标识出32bit的IP地址中，从哪一位到哪一位是网络地址，从哪一位到哪一位是主机地址
- 比如子网掩码255.255.255.0转化为二进制，值为1对应着IP地址中的网络地址，值为0对应着主机地址，所以主机地址范围00000001-11111110
我们同样可以打开命令提示符，输入：ipconfig/all 来查询主机的IP地址。
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【04】了解DHCP服务器的作用
- DHCP：Dynamic Host Configuration Protocol（动态主机设置协议）
- DHCP服务器上记录着可以分配到LAN内计算机的IP地址范围和子网掩码
- 在勾选“自动获得IP地址”选项，计算机启动时会从DHCP服务器获取IP地址和子网掩码并自动配置它们
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【05】路由器是数据传输过程中的指路人
- 路由器也是跟其他计算机一样连在集线器上的
- LAN内采用了CSMA/CD机制，所以所有发送出去的数据也会发到路由器上
- 路由器工作原理：查看附加到数据上的IP地址中的网络地址部分，发现这个数据不是发送给LAN内的计算机就把它发送到互联网中
- 路由表：用来记录应把数据转发到哪里的信息；一台路由器的路由表中只会记录通往相邻的路由器的路径。
- 观察路由表：打开命令提示符输入 route print
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【06】查看路由器的路由过程
路由：数据经过路由器转发的过程称为“路由”
追踪路由过程：打开命令提示符输入 tracert 目标网址
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【07】DNS服务器可以把主机名解析成IP地址
- DNS：Domain Name System 域名系统
- DNS服务器能够将域名（www.baidu.com）解析成IP地址
- FQDN：Fully Qualified Domain Name 完整限定域名，将主机名和域名结合起来
- DNS服务器通常被部署在各个LAN中，里面记录着FQDN和IP地址的对应关系表
- 世界范围内的DNS服务器是相互合作的，一台无法解析域名，就会去询问其他DNS服务器
- 查看主机名：打开命令提示符输入 hostname
- 询问DNS服务器：打开命令提示符输入 nslookup
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【08】查看IP地址和MAC地址的对应关系
- ARP：Address Resolution Protocol 地址解析协议；IP地址到MAC地址的转换
- ARP缓存表：当向各个计算机询问完一轮后，就会把得到的MAC地址和IP地址对应关系缓存起来
- 查看ARP缓存表：打开命令提示符输入 arp-a
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【09】TCP的作用及TCP/IP网络的层级模型
- IP协议用于指定数据发送目的地的IP地址以及通过路由器转发数据
- TCP协议用于通过数据发送者和接收者相互回应对方发来的确认信号，可靠地传输数据；通常把像这样的数据传送方式称作“握手”
TCP协议还规定了发送者要先把原始的大数据分割成“包”为单位的数据单元，然后再发送，而接收者要把收到的包拼装在一起还原出原始数据
TCP/IP网络层级模型
数据信息要一层层附加各种协议信息再发出去
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