数据包的传输过程
如果计算机A要发送请求数据给计算机F的话，数据包里的部分字段是会不断变化的，下面看看数据包的变化过程：
- 计算机通过计算会发现计算机F与其并不在同一个网段下，于是会发送ARP广播获取到对应网关的MAC地址也就是M0，将数据包先发送给它
- 于是第一次数据包传送的源MAC地址是MA，但是目标MAC地址却是M0
- 由于路由器0并没有和目标IP地址所在的网段直连，所以会从路由表中进行查询下一跳是哪个网关，查询到之后其会先获取到对应网关的MAC地址，并将数据包发送过去
- 于是第二次数据包传送的源MAC地址就是M1，目标MAC地址就是M2
- 路由器1与我们目标IP地址在同一个网段下，所以通过ARP广播获取到计算机F的MAC地址后，就会将数据包传送过去
- 于是第三次数据包传送的源MAC地址是M3，目标MAC地址是MF
- 注意：在整个过程中，源MAC地址和目标MAC地址由于数据包的传输被路由器分段，所以一直在变化，但是源IP地址和目标IP地址一直是不变的，因为我们要靠这两个IP地址找到最终的设备，而MAC地址代表的只是某一阶段下的始末设备
网络、互联网、英特网
多台计算机相连能够相互通信，那它们就组成了一个网络
用路由器将多个网段连接起来，形成了更大的网络，这个就叫互联网
- 互联网是一个很广泛的概念，两个不同的网段通过路由器连接起来，这一个区域也叫作互联网。全世界最大的互联网是：英特网——将全世界所有的计算机都连接在一起
- 一般使用大写I开头的Internet特指英特网，小写的i指互联网
- 日常生活中说的：你的电脑上不了网。其实就是指：你的电脑没有连接到因特网
ISP
ISP是Internet服务提供商，比如移动、电信等。平时我们拉的宽带都是通过ISP连接到Internet的
他们负责去铺设网线、光缆、电话线、路由器等等，我们买他们的服务才可以访问到英特网
服务器机房
如果你的宽带用的是电信的，那么访问对应服务器的时候走的就是电信ISP，如果你想访问到其他厂商的服务器，那么就需要转接到另一个厂商的ISP里，这样下载速度就会慢很多
双线机房就是给多个厂商的ISP都提供通道
网络分类
按照网络的范围进行分类，可以分为：局域网、城域网、广域网等
- 局域网（LAN）
- 一般是范围在几百米到实际公里内的计算机所构成的计算机网络
- 常用于公司、家庭、学校、医院、机关等
- 局域网中使用最广泛的网络技术叫：以太网
- 在手机、电脑上经常见到的一个英文WLAN，意思就是无线局域网
- 城域网：一般范围是数十公里到数百公里，可以覆盖一个城市
- 广域网（WAN）：一般范围是几百公里到几千公里，可以覆盖一个国家。通常都需要租用ISP的线路，互联网就是一个广域网
常见的接口
- FastEthernet：快速以太网接口（100M）——局域网最常用的网络接口
- GigabitEthernet：千兆以太网接口
- Serial：串行接口——路由器和路由器之间相连时用的就是这个
上网方式——电话线入户
这就是平时说的：ADSL电话拨号上网——非对称数字使用线路，提供上、下行不对称的传输带宽；
猫，调制解调器，其作用是进行数字信号和模拟信号的相互转换
上网方式——光纤入户
光猫，光调制解调器，进行数字信号和光信号的转换
上网方式——网线入户
家用无线路由器的逻辑结构
宽带猫的左边连接的是光纤或者是电话线，右边连接的是路由器上广域网的接口；家用路由器里面相当于有一个交换机和路由器，所以与家用路由器相连的设备就相当于是被同一个交换机连接着，都在一个局域网下面；我们观察无线AP可以发现，他也和交换机的一个接口相连，那就说明通过无线网络连接的设备也在一个局域网中
公网IP、私网IP
IP地址分类：公网IP和私网IP
-
公网IP
- 英特网上的路由器中只有到达公网的路由表，没有到达私网的路由表
- 公网IP由英特网信息中心统一管理和分配
- ISP需要向英特网信息中心申请公网IP
-
私网IP
- 主要用于局域网，下面是保留的私网网段
- A类：10.0.0.0/8，一个A类网络
- B类：172.16.0.0/16~172.31.0.0/16，16个B类网络
- C类：192.168.0.0/24~192.168.255.0/24，256个C类网络
我们大家的IP地址可能会出现一样的情况，在局域网中是可以的，因为这两台电脑不一定在同一个网段，只要他们在不同的局域网中就可以，比如一台在广州，一台在北京，但是必须要保证跟你在同一个局域网中的设备的IP地址不冲突
如果你想要给英特网中的一台服务器发送请求消息，由于英特网上的路由器中只有到达公网的路由表，所以请求消息是发的过去的，但是它并不知道到达私网的路由表，所以数据是回不来的，所以才需要NAT技术
NAT
上面也提过了，没有NAT技术的话，由于因特网中路由器的路由表中只有公网IP，那么我们在因特网中是不可以和其他设备进行通信的。NAT技术的核心思想就在于路由器中帮助我们将原私网IP地址转化为了公网IP地址，然后再发送请求给目标设备，以下图为例：
192.168.1.10（私网的设备）要发送请求给200.0.0.10（互联网中的设备），达到路由器之后，其会将请求消息中的私网IP地址更改为公网的IP地址，这样就可以通过因特网中的路由器转发到目标设备上，然后目标设备也能返回响应消息到原先的路由器中，路由器会提前记录好该请求所对应的原IP地址，将数据正常的返回回去，这样我们就达到了与因特网中的设备相互通信的目的了
私网IP访问Internet需要进行NAT转换为公网IP，这一步是交给路由器来完成的
- 可以节约公网IP资源，局域网只需要用私网IP地址就可以了，访问英特网会隐藏你的真实IP
NAT分类
-
静态转换（不常用，因为一个私网IP就会对应一个公网IP）
- 手动配置NAT映射表，一个私网IP映射成一个公网IP
- 一对一转换
-
动态转换（不常用，因为一个私网IP就会对应一个公网IP）
- 定义外部地址池，动态随机转换，相当于从一堆公网IP中选出一个作为你这次的NAT地址
- 一对一转换
-
PAT（目前应用最广泛的NAT实现方式，真正达到了多个私网IP可以对应一个公网IP）
- 多对一转换，最大程度节约公网IP资源
- 利用端口多路复用方式，通过端口号标识不同的数据流
- 区分生成的NAT地址方式就是用源IP地址对应的端口号来做区分，如果出现了端口号一样的情况，路由器在生成NAT地址的时候会自动帮我们进行调整，这个不用担心
为什么两个设备跨网段第一次通信的时候，四次通信总会丢失一个包呢？
先说第一个场景，两个设备通过家用路由器相连，那么他们第一次通信时的第一个包会不会丢失？
答案是不会。其实与家用路由器相连的设备是在同一个网段的，因为我们之前看过家用路由器内部的结构，其里面相当于是普通路由器和交换机的结合，两台设备相当于是连在了同一个交换机上，那么与同一个交换机相连的两台设备当然是在一个网段下啦！那么两个相同网段下的设备相当于中间只是隔了个交换机进行通信，没有特殊情况发生的话肯定是不会丢包啊！
但是如果我们使用普通的路由器两个不同网段下的设备，让这两台设备进行通信，那么第一个包就会丢失，这是必然的！原因很简单，就是路由器在发送ARP广播的时候，为了不让自己当前的压力过大，会把手头上包给丢掉，我们看看这两台设备通信的全过程
- 计算机0计算出了计算机1和它并不在同一个网段，于是会先通过ARP广播去获取路由器0上对应网关的MAC地址
- 知道了对应网关的MAC地址之后，就会将数据包发送过去
- 但是网关接收到了数据包之后不能立即转发给计算机1，应为其还不知道计算机1的MAC地址
- 按照之前我们所学过的，路由器应该会立即进行ARP广播获取计算机1的MAC地址才对。但是手头上已经拿了一个数据包再发ARP广播对于它来说忙不过来，于是他就会先把数据包给丢掉，然后再去发送ARP广播获取计算机1的MAC地址之后缓存起来
- 所以这也就解释了为什么第一个包会丢失。后面无论再发送多少个包，由于计算机0已经知道了网关的MAC地址，路由器已经知道了计算机1的MAC地址，所以都不需要再进行ARP广播，路由器手里面拿着数据包的时候也就不会把它丢弃了，自然后续的数据包都是可以正常发出和接受的
