Introducción a la tecnología de red (2): el proceso de comunicación (proceso macro) de dos hosts (cliente y servidor)

自己写文章习惯性在每一个小节上做总结,有时候方便理解可以先看总结的内容。
Este capítulo analiza el proceso de comunicación entre dos hosts desde una perspectiva macro (hardware).

Esta serie de artículos
entrada de la tecnología de red (a): una comprensión básica de la tecnología de red
de entrada tecnología de red (2): Los dos anfitriones proceso de comunicación (macro-proceso) (cliente y servidor)
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本章需要了解的概念以及他们的作用:
1 IP地址,子网掩码,网关,DNS服务器IP地址,MAC地址
2 集线器,交换机,路由器
3 ARP缓存表,MAC地址表,路由表
4 互联网中两个主机之间通信时,以上概念在通信过程中作用和所担任的角色

这里啰嗦几句。有时候我们去记这些概念总会忘。主要还是没有深入了解他们的作用。
比如客户端给服务器发送请求。需要什么,需要目标IP地址(ip+端口号)和目标主机MAC地址。
为什么会需要IP地址和MAC地址?
1 通过目标IP地址能找到目标主机所在的子网络(局域网)
2 通过目标MAC地址(物理地址,写在网卡bios上)可以在目标子网络中找到目标主机
3 通过端口号可以在目标主机上找到目标进程(服务)

所以只有真正理解了概念在当前系统中所担任的角色和作用,才会真正的记住她。

Este capítulo explica el proceso de comunicación entre dos hosts a través de dos escenarios. Dos hosts en la misma red de área local se comunican; dos hosts en diferentes redes de área local se comunican .
La idea de este capítulo
1 La configuración y el hardware involucrados en la comunicación entre dos hosts (de hecho, toda la comunicación en Internet estará involucrada)
2 El proceso macro de enviar paquetes de datos de un host a dos hosts

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1. La configuración y el hardware involucrados en la comunicación entre los dos hosts

Debido a que la comunicación entre los dos hosts se explica desde una perspectiva de hardware, es necesario involucrar varios conceptos:

Después de comprender el papel de los siguientes conceptos en la interacción de la red, tiene una comprensión macro de toda la interacción de la red. Aquí debemos centrarnos en ello.
1 configuración relacionada

Configuración relacionada:
1) La dirección IP de la máquina : asignada por el administrador, utilizada para identificar la dirección lógica de cada red o host en Internet. (La dirección física es la dirección MAC). A través de la dirección IP, puede encontrar la subred (LAN) donde se encuentra el host en Internet. A través de la dirección MAC, puede encontrar el host de destino (tarjeta de red
) en la subred . 2) Máscara de subred : la máscara de subred debe usarse junto con la dirección IP de destino , Que indica si la IP de destino está en la LAN o WAN.
3) Puerta de enlace predeterminada (dirección IP de la puerta de enlace) :
4) Servidor DNS (dirección IP de DNS) : protocolo del sistema de nombres de dominio, utilizado principalmente para la conversión entre el nombre de dominio y la dirección IP. Conocer el nombre de dominio para obtener la dirección IP correspondiente o la dirección IP conocida para obtener el nombre de dominio correspondiente.
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La imagen de arriba es un diagrama de configuración de atributos relacionados con la red de computadoras. Ya sea una adquisición dinámica (automática) o una configuración estática, los cuatro atributos anteriores son indispensables para el acceso a Internet de la computadora.

2 relacionados con el hardware

Relacionados con el hardware:
1) Host : computadoras personales, servidores, impresoras y otros dispositivos con tarjetas de red.
2) Conmutador : responsable de la comunicación entre diferentes hosts en la misma subred, y reenvía tramas de datos de acuerdo con la tabla de direcciones MAC. Reenvío o difusión intencional
3) Hub : responsable de la comunicación entre diferentes hosts en la misma subred, transmite tramas de datos de acuerdo con la tabla de direcciones MAC. Solo difusión
4) Enrutador : responsable de la comunicación entre diferentes redes.

Protocolo ARP : protocolo de resolución de direcciones, dirección IP objetivo conocida para obtener la dirección MAC objetivo

Tabla de caché ARP Tabla de direcciones MAC Tabla de enrutamiento
Nivel de trabajo Capa de red Capa de enlace de datos Capa de red
Equipo de trabajo Computadora host (y enrutador) Interruptor Enrutador (y host)
Efecto Correspondencia entre dirección IP y dirección MAC Correspondencia entre la dirección Mac y la interfaz Registrar información en diferentes segmentos de red

Las siguientes dos figuras se utilizan para facilitar la comprensión de la ubicación de la tabla ARP del host, la tabla de direcciones MAC y la tabla de enrutamiento en el marco de la red, el equipo correspondiente y el nivel de trabajo correspondiente. De hecho, también hay una tabla de enrutamiento en el host y una tabla ARP en el enrutador.

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Aquí están los primeros conceptos para resumir: al final, ¿cuál es el papel de
1 dirección IP, dirección mac, máscara de subred, dirección del servidor DNS, cómo funciona?
2 ¿Qué papel juegan los conmutadores y enrutadores en las comunicaciones de red?
3 ¿Cuál es el papel de la tabla de caché ARP, la tabla de direcciones MAC y la tabla de enrutamiento en la comunicación de red?
La última sección explicará en detalle.

Resumen de la
tabla de caché ARP :
registra la correspondencia entre las direcciones IP y las direcciones MAC de otros hosts en la LAN.
.
Tabla de direcciones MAC :
registra la asignación entre la dirección de MAC y la interfaz.
.
Tablas de enrutamiento :
grabar una subred a otra ruta sub-red. Dirección IP de destino, siguiente dirección de enrutador, máscara de red, etc.

Para resumir el
enrutador :
1 Conéctese a diferentes subredes en Internet.
2 Realice el reenvío de datos entre diferentes subredes en Internet.
3 Asigne la dirección IP
.
Conmutador (unidifusión o difusión) y concentrador (difusión) :
1 Conecte diferentes hosts en la LAN.
2 Realice el intercambio de datos entre diferentes hosts en la LAN.
3 Distribuir datos de red

Resumen
1 DNS :
Protocolo del sistema de nombres de dominio, utilizado principalmente para la conversión entre nombres de dominio y direcciones IP. Conocer el nombre de dominio para obtener la dirección IP correspondiente o la dirección IP conocida para obtener el nombre de dominio correspondiente
2 Protocolo ARP :
protocolo de resolución de dirección, dirección IP objetivo conocida para obtener la dirección MAC objetivo


Proceso de comunicación dos dos host

En referencia a la figura anterior, la comunicación de red entre el host y el host en Internet no es más que las dos situaciones siguientes. Sólo se describe aquí macroprocesos cliente envía una solicitud al servidor (el servidor devuelve un proceso de respuesta a paquetes como)
dentro de una misma sub-red de comunicaciones de host: subred A en el host A , la sub-red A en el host B envía paquetes de datos durante
dos diferentes comunicaciones de host sub-red: subred una en el anfitrión una , la sub-red B de la anfitrión un transmite un proceso de paquetes


Cuando el host A envía un paquete de datos a otro host, primero obtendrá la dirección IP del host de destino (debe preguntar cómo obtenerlo, incrustado en la página web, la aplicación está escrita en el código u obtenida por solicitud, etc.)

1 Si nuestra dirección de solicitud tiene la forma de un nombre de dominio, primero debemos solicitar la DNS服务器obtención de la dirección IP correspondiente.2 El
host A utilizará la máquina para configurar 24 bits 子网掩码y 目标IP地址ejecutará una operación AND (usted mismo consultará el proceso de cálculo específico). Calcule si la IP de destino y la máquina están en el mismo segmento de red (dentro de la misma LAN).

1 Si están en el mismo segmento de red: comunicación de host en la misma subred (la siguiente figura muestra la comunicación entre el host A y el host B como ejemplo)

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Hay dos casos: en la tabla ARP del host A, se puede encontrar la dirección MAC del host de destino y no se puede encontrar la dirección MAC del host de destino:

Caso 1:
1 consultas del Host A ARP表(tabla de relaciones de IP objetivo y dirección MAC objetivo). Si se encuentra la dirección MAC del host B objetivo, envíe un marco de datos.
2 Después de recibir el marco de datos, el conmutador primero registra la dirección MAC de origen y la interfaz correspondiente (la interfaz es f 0/1) ( 这个过程主机A的MAC地址就被记录到交换机 MAC地址表中了,下次有其他主机发送数据包到主机A,可以直接查询MAC地址表,通过MAC地址就直接找到主机A对应的接口,从而能和主机A直接通信了).
3 Compruebe MAC地址表si hay información mac del host B de destino. Si se envía un marco de datos (unidifusión)
4 El host B responderá después de recibir la transmisión
5 El conmutador recibe el marco de datos y registra la dirección MAC de origen en el marco de datos (también Es la dirección MAC del host B). En este momento, cuando el host A y el host B se comunican, el conmutador MAC地址表realiza la unidifusión de acuerdo con el registro que contiene.

Caso 2
1 Host A query ARP表(tabla de relación de IP objetivo y dirección MAC objetivo), si no se consulta, envíe la solicitud ARP
2 Si no se consulta mac地址, envíe la solicitud ARP (ip es la IP del host objetivo, la dirección mac es el marco de difusión FF-FF- FF-FF-FF-FF)
3 Cuando el conmutador recibe la trama de difusión, transmitirá en la subred (fuera del remitente)
4 El host B recibe la trama de difusión, comprueba si la IP es propia y registra la dirección IP y mac del host A, Enviar una respuesta arp (incluida su propia dirección mac) ( 这里在同一网段内除了主机A的所有主机,主机B,主机C,主机D都会收到广播帧,但是只有主机B会处理)
5 El host A recibe la respuesta y registra las direcciones IP y MAC del host B en su tabla de caché ARP
6 y el conmutador ha aprendido las direcciones MAC del host A y el host B en este momento Ahora, se logra la unidifusión.

Resumen:
cuando dos hosts están conectados en el mismo segmento de red, si hay una correspondencia entre la dirección IP y la dirección MAC del host B en la tabla ARP del host A, solo se debe enviar una solicitud de un paquete de datos; Relación, debe enviar una solicitud ARP para obtener la dirección MAC del host B y luego enviar una solicitud de paquete.

2 Si no está en un segmento de red: comunicación de host en diferentes subredes (la comunicación entre el host A y el host A en la siguiente figura es un ejemplo)

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Como se muestra en la figura anterior: cuando
no está en el mismo segmento de red, el Host A envía un paquete de datos al Host A, debe conocer la dirección IP y 网关la dirección MAC del Host A

Un ordenador central 1 por ARP协议la adquisición 网关MAC地址o host local una configuración manual 网关. En este momento, existe la dirección IP y la dirección MAC del host de destino. El host A actualizará la tabla de caché ARP local
2. Use la dirección IP y la dirección MAC del host B para enviar paquetes de datos.
3 Cuando el conmutador recibe el paquete de datos, actualizará la dirección MAC y la interfaz del Host B a la tabla de direcciones MAC.
3 El paquete de datos pasa a través del conmutador de la subred A a la puerta de enlace y luego al enrutador. Después de varios reenvíos, el enrutador encuentra la subred B donde se encuentra el host B. ( 现在通常指的网关就是路由器的IP)
4 Cuando el conmutador en la subred B recibe los datos, consultará la tabla de direcciones MAC.
5 Se consulta la relación entre la dirección MAC del host B y la interfaz. Los datos se envían al Host B
6 El Host B actualizará la tabla de caché ARP local y registrará la dirección IP y la dirección MAC del Host A.
7 El proceso de respuesta del paquete es el mismo que el proceso de envío

Resumen:
si la comprensión anterior es demasiado engorrosa,
no podemos distinguir si el objeto de mensaje que debe enviar el host A está en el mismo segmento de red que el host A.
1 Host A envía un mensaje al host de destino.
Caso 1:
2 Consulte la tabla de caché ARP local y encuentre la dirección IP y la dirección MAC correspondiente del host de destino, y luego realice la transmisión de datos.
Caso 2:
2: si no se encuentra, el host A emitirá un paquete de solicitud ARP ( 无论是从同一网段下的目标主机获取到的MAC地址,还是从从路由器获取的网关地址), obtendrá la dirección MAC del host de destino ( 也可能是网关地址) y actualizará la tabla de caché ARP local. Luego se transfieren los datos.
3 El proceso de transmisión posterior no se describe como anteriormente.

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