5 網路層 IP協議相關技術

2022-08-01 04:42:13 字數 2997 閱讀 5113

5.1 dns(網域名稱解析協議)

5.1.1 網域名稱伺服器

網域名稱是分層結構,網域名稱伺服器也是對應的層級結構。

有了網域名稱結構,還需要有乙個東西去解析網域名稱,網域名稱需要由遍及全世界的網域名稱伺服器去解析,網域名稱伺服器實際上就是裝有網域名稱系統的主機。

由高向低進行層次劃分,可分為以下幾大類:

注:乙個網域名稱伺服器所負責的範圍,或者說有管理許可權的範圍,就稱為區

我們需要注意的是:

1. 每個層的網域名稱上都有自己的網域名稱伺服器,最頂層的是根網域名稱伺服器

2. 每一級網域名稱伺服器都知道下級網域名稱伺服器的ip位址

3. 為了容災, 每一級至少設定兩個或以上的網域名稱伺服器

5.1.2 網域名稱解析過程

(1) 輸入網域名稱後, 先查詢自己主機對應的網域名稱伺服器,網域名稱伺服器先查詢自己的資料庫中的資料.

(2) 如果沒有, 就向上級網域名稱伺服器進行查詢, 依次類推

(3) 最多回溯到根網域名稱伺服器, 肯定能找到這個網域名稱的ip位址

(4) 網域名稱伺服器自身也會進行一些快取, 把曾經訪問過的網域名稱和對應的ip位址快取起來, 可以加速查詢過程

5.2 arp(位址解析協議)

網路層實現主機之間的通訊,而鏈路層實現具體每段鏈路之間的通訊。因此在通訊過程中,ip 資料報的源位址和目的位址始終不變,而 mac 位址隨著鏈路的改變而改變。

arp 實現由 ip 位址得到 mac 位址。

每個主機都有乙個 arp 快取記憶體,裡面有本區域網上的各主機和路由器的 ip 位址到 mac 位址的對映表。

如果主機 a 知道主機 b 的 ip 位址,但是 arp 快取記憶體中沒有該 ip 位址到 mac 位址的對映,此時主機 a 通過廣播的方式傳送 arp 請求分組,主機 b 收到該請求後會傳送 arp 響應分組給主機 a 告知其 mac 位址,隨後主機 a 向其快取記憶體中寫入主機 b 的 ip 位址到 mac 位址的對映。

rarp是將arp反過來,從mac位址定位ip位址的一種協議

5.3 icmp(網際控制報文協議)

icmp的主要功能包括,確認ip包是否成功送達目標位址,通知在傳送的過程中ip包被遺棄的具體原因,改善網路設定等。有了這些功能後,就可以獲得網路是否正常、設定是夠有誤以及裝置有何異常等資訊,從而便於進行網路上的問題診斷。

icmp 報文分為差錯報告報文和詢問報文。

ping 是 icmp 的乙個重要應用,主要用來測試兩台主機之間的連通性。

ping 的原理是通過向目的主機傳送 icmp echo 請求報文,目的主機收到之後會傳送 echo 回答報文。ping 會根據時間和成功響應的次數估算出資料報往返時間以及丟包率。

traceroute :

traceroute 是 icmp 的另乙個應用,用來跟蹤乙個分組從源點到終點經歷多少路由器。

traceroute 傳送的 ip 資料報封裝的是無法交付的 udp 使用者資料報,並由目的主機傳送終點不可達差錯報告報文。

5.4 dhcp(動態主機設定協議)

使用dhcp之前,首先要架設一台dhcp伺服器。然後將dhcp所要分配的ip位址設定到伺服器上。此外還要將相應的子網掩碼、路由控制資訊以及dns副**的位址等設定到伺服器上。

從dhcp中獲取ip位址的流程,主要分為兩個階段

5.5 nat(網路位址轉換)

專用網內部的主機使用本地 ip 位址又想和網際網路上的主機通訊時,可以使用 nat 來將本地 ip 轉換為全域性 ip。

上圖是乙個以10.0.0.10 的主機與163.221.120.9 的主機進行通訊的例子。途中的nat路由器將傳送源位址從10.0.0.10 轉換為全域性的ip位址(202.244.174.37)再傳送資料,反之,當包從位址163.221.120.9發過來時,目的位址(202.244.174.37)先被轉換為私有ip位址10.0.0.10 以後再被**。

在以前,nat 將本地 ip 和全域性 ip 一一對應,這種方式下擁有 n 個全域性ip 位址的專用網內最多隻可以同時有 n 臺主機接入網際網路。為了更有效地利用全域性ip 位址,現在常用的 nat 轉換表把傳輸層的埠號也用上了,使得多個專用網內部的主機共用乙個全域性ip 位址。使用埠號的 nat 也叫做網路位址與埠轉換 napt。

在上圖中,主機163.221.120.9 的埠號是80,lan中有兩個客戶端10.0.0.10和10.0.0.11 同時進行通訊,並且這兩個客戶端的本地埠都是1025 。此時,僅僅轉換ip位址為某個全域性位址202.244.174.37,會令轉換後的所有數字完全一致。為此,只要將10.0.0.11的埠號轉換為1026就可以解決問題。生成乙個napt路由器的轉換表,就可以正確的轉換位址跟埠的組合,令客戶端a、b能同時與伺服器之間進行通訊。

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計清 5 網路層

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