接網際網路協議入門-筆記（day1）
場景資料報位址
同乙個子網路
對方的mac位址，對方的ip位址
非同乙個子網路
閘道器的mac位址，對方的ip位址
傳送資料報之前，電腦必須判斷對方是否在同一子網路，然後選擇相應的mac位址。接下來，我們就來看實際使用中，這個過程是如何完成的。
1.靜態ip位址
你買了一台新電腦，插上網線，開機，這時電腦就可以上網嗎？
通常你需要做一些設定，有時，管理員（或者isp）會告訴你四個引數，你把他們填入作業系統，計算機就能連上網了：
動態ip位址上網
所謂「動態ip位址」，是指計算機開機之後，會自動分配到乙個ip位址，不用人為設定。他使用的協議叫做dhcp協議；
這個協議規定，每乙個子網路中，有一台計算機負責管理本網路的所有ip位址，它叫做」dhcp伺服器」。新的計算機加入網路，必須向」dhcp伺服器」傳送乙個」dhcp請求」資料報，申請ip位址和相關的網路引數。
前面說過，如果兩台計算機在同乙個子網路，必須知道對方的mac位址和ip位址，才能傳送資料報。但是，新加入的計算機不知道這兩個位址，怎麼傳送資料報呢？
dhcp協議做了一些巧妙的規定
dhcp協議
（2）後面的」ip標頭」，設定發出方的ip位址和接收方的ip位址。這時，對於這兩者，本機都不知道。於是，發出方的ip位址就設為0.0.0.0，接收方的ip位址設為255.255.255.255。
（3）最後的」udp標頭」，設定發出方的埠和接收方的埠。這一部分是dhcp協議規定好的，發出方是68埠，接收方是67埠。
這個資料報構造完成後，就可以發出了。乙太網是廣播傳送，同乙個子網路的每台計算機都收到了這個包。因為接收方的mac位址是ff-ff-ff-ff-ff-ff，看不出是發給誰的，所以每台收到這個包的計算機，還必須分析這個包的ip位址，才能確定是不是發給自己的。當看到發出方ip位址是0.0.0.0，接收方是255.255.255.255，於是dhcp伺服器知道」這個包是發給我的」，而其他計算機就可以丟棄這個包。
接下來，dhcp伺服器讀出這個包的資料內容，分配好ip位址，傳送回去乙個」dhcp響應」資料報。這個響應包的結構也是類似的，乙太網標頭的mac位址是雙方的網絡卡位址，ip標頭的ip位址是dhcp伺服器的ip位址（發出方）和255.255.255.255（接收方），udp標頭的埠是67（發出方）和68（接收方），分配給請求端的ip位址和本網路的具體引數則包含在data部分。
新加入的計算機收到這個響應包，於是就知道了自己的ip位址、子網掩碼、閘道器位址、dns伺服器等等引數。
1.本機引數
我們假定，經過以上步驟，使用者設定好了自己的網路引數
子網掩碼：255.255.255.0
然後他開啟谷歌瀏覽器，在位址列輸入了**：www.google.com
這就意味著，瀏覽器要向google傳送乙個網頁請求的資料報
2.dns協議
我們知道，傳送資料報，必須知道對方的ip位址，但是現在，我們只知道**www.google.com，並不知道他的ip位址；
dns協議可以幫助我們，將這個**轉換成ip位址，已知dns伺服器為8.8.8.8，於是，我們向這個位址傳送乙個資料報（53埠）。
然後，dns伺服器做出響應，告訴我們谷歌的ip位址是172.194.72.105.於是。我們就知道了對方的ip位址；
3.子網掩碼
接下來，我們要判斷這個ip位址是不是在同乙個子網路下，這就用到了子網掩碼。
已知子網掩碼是255.255.255.0，本機用它對自己的ip位址192.168.1.100，做乙個二進位制的adn運算，計算結果為192.168.1.0；然後對谷歌的ip位址172.194.72.105也做乙個adn計算，計算結果為172.194.72.0，這兩個結果不相等，所以結論是google和本機不在同乙個子網路；
因此，我們向谷歌發資料報，就必須通過閘道器192.168.1.1**，也就是說，接受方的mac位址將是閘道器的mac位址；
4.應用層協議
瀏覽網頁用的是http協議，它的整個資料報構造是這樣的：
http部分的內容，類似於下面這樣
我們假定這個部分的長度是4960位元組，它會被巢狀在tcp資料報之中；
5.tcp協議
tcp資料報需要設定埠，接收方（google）的http埠預設是80，傳送方（本機）的埠是乙個隨機生成的1024-65535之間的整數，假定為51775；
tcp資料報的標頭長度為20位元組，加上嵌入的http的資料報，總長度變為4980位元組；
ip協議
然後，tcp資料報再嵌入ip資料報。ip資料報需要設定雙方的ip位址，這是已知的，傳送方是192.168.1.100（本機），接受方是172.194.72.105（google）；
ip資料報的標頭長度為20位元組，加上嵌入的tcp資料報，總長度變為5000位元組；
乙太網協議
最後，ip資料報要嵌入乙太網資料報，乙太網資料報需要設定雙方的mac位址，傳送方為本機的網絡卡mac位址，接受方位閘道器192.168.1.1的mac位址（通過arp協議得到）；
乙太網資料報的資料部分，最大長度為1500位元組，而現在的ip資料報長度為5000位元組。因此，ip資料報必須分割成四個包。因為每個包都有自己的ip標頭（20位元組），所以四個包的ip資料報的長度分別為1500、1500、1500、560。
伺服器端響應
經過多個閘道器的**，google的伺服器172.194.72.105，收到了這四個乙太網資料報。
根據ip標頭的序號，google將四個包拼起來，取出完整的tcp資料報，然後讀出裡面的」http請求」，接著做出」http響應」，再用tcp協議發回來。
本機收到http響應以後，就可以將網頁顯示出來，完成一次網路通訊。
這個例子就到此為止，雖然經過了簡化，但它大致上反映了網際網路協議的整個通訊過程。
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