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网络传输

      在开始之前先简单解释下局域网内部计算机信息交互。

计算机之间发送或接收的数据包通过底层通信协议进行数据交互,相互两台计算机可以通过光缆,电缆,双绞线,无线电波等方式相互连接,通过这样的物理手段传输0和1的电信号。而单纯的电信号是没有意义的,必须规定解读方式:多少个电信号算一组?每个点信号有什么意义?这种解读方式中以以太网协议占据主导。以太网规定,连入网络的所有设备,都必须具有“网卡”接口。数据包必须是从一块网卡,传送到另一块网卡,网卡的地址就是数据包的发送地址和接收地址,就叫做Mac地址。全世界每个Mac地址都是独一无二的。局域网内部数据包传输是通过广播的方式进行的,它不是把数据包准确的发送到接收方,而是先本网络内所有计算机发送,让每台计算机自己判断,是否为接收方。

上图中1号计算机向二号计算机发送一个数据包,同一子网络的3号,4号,5号计算机都会接收到这个包,它们读取这个包的”标头“找到接收方的Mac地址,然后和自身的Mac地址相比较,如果相同就接受这个包,做进一步处理,否则就丢弃这个包。这种发送方式就叫做“广播”(broadcasting).

    计算机要发送数据包首先是要知道接收方的Mac地址,而一块网卡怎么知道另一块网卡的Mac 地址?回答是通过ARP协议。当我们在访问www.baidu.com 的网站时候,通过DNS协议帮助我们,将这个网址转换成IP地址。于是我们知道了对方的IP地址。ARP协议能够通过IP地址得到同一网络内的主机Mac地址。

ARP协议

如果两台主机不在同一子网络,那么实际上是无法得到对方的Mac地址的,只能吧数据包发送到两个子网络连接处的“网关”,让网关去处理,如果在同一个子网络,那么我们可以用ARP协议,得到对方的Mac地址。ARP协议也是发出一个数据包(包含在以太网数据包中),其中包含它所要查询主机的IP地址,在对方的Mac地址一栏,填FF:FF:FF:FF:FF:FF,表示这是一个”广播“地址。它所在的每一台主机,都会收到这个数据包,从中取出IP地址,与自身IP地址进行比较。如果两者相同,就做出回复,向对方报告自己的Mac地址,否则就丢弃这个包。

通过以上这些你大概了解了局域网内部计算机信息交互的原理了。那么一台计算机怎么和internet上其它计算机通信? 其实在IP地址规划时,我们已经知道IP地址包括公网和专用(私有)两种类型,公网IP地址又称为可全局路由的IP地址,是在Internet中使用的IP地址,主要是ISP(Internet Service Provider)互联网服务提供商提供的一个或几个C类地址;而专用(私有)IP地址则包括A、B和C类三种,另外就是Microsoft Windows的APIPA预留的(169.254.0.0 -- 169.254.255.255)网段地址。 不管是公网IP地址,还是专用IP地址,都是第一个红圈,即IP地址位置!所不同的是公网IP地址应该是网络运营商分配给你的合法的Internet地址,连上网络设备就已经在网上了,比如专线用户,这种情况一台电脑有1个公网IP地址;而专用IP地址主要是使用在局域网内,这部分用户如果要上Internet就需要有路由器或者是服务器等设备将所使用的专用IP地址通过网络地址转换方式(NAT)转换为公网IP地址,当然这种情况的话,一个局域网内的电脑其实可能就只有1个或几个公网IP地址.

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