网络交互之网络接入 | 青训营笔记

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网络是如何接入的?

1.网络接入-互联网

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  • 我们不太可能在世界的每个地方之间都铺设上电缆,事实上,电话基础设施已经先于网络基础设施连接起了全世界,这是我们需要完美的电线。为了将我们的网络连接到电话基础设施,我们需要一种称为调制解调器  (俗称"猫")  的特殊设备,这个设备可以将来自我们网络的信息转换为可由电话基础架构管理的信息,反之亦然。
  • ISP 是管理一些特殊路由器的公司,这些路由器都链接在一起,并且还可以访问其他 ISP 的路由器。 (中国的 ISP 服务商耳熟能详:电信、网通、移动、联通、铁通等。)
  • 因此,来自我们网络的消息将通过这么多 ISP 网络搭建的基础网络架构来传送到目标网络——互联网的基础结构也由这个网络组成。
    由此,整个互联网基础架构就搭设好了。

2.网络接入-路由

路由是指路由器从一个接口上收到数据包,根据数据包的目的地址进行定向并转发到另一个接口的过程。就像一个门,连接到互联网的通道,可以用来上网,所在内网单独一个网络内部环境。

3.网络接入-ARP协议

地址解析协议,即ARP(Address Resolution Protocol),是根据IP地址获取物理地址的一个TCP/IP协议。主机发送信息时将包含目标IP地址的ARP请求广播到局域网络上的所有主机,并接收返回消息,以此确定目标的物理地址;收到返回消息后将该IP地址和物理地址存入本机ARP缓存中并保留一定时间,下次请求时直接查询ARP缓存以节约资源。地址解析协议是建立在网络中各个主机互相信任的基础上的,局域网络上的主机可以自主发送ARP应答消息,其他主机收到应答报文时不会检测该报文的真实性就会将其记入本机ARP缓存;

最直白的说法是:在IP以太网中,当一个上层协议要发包时,有了该节点的IP地址,ARP就能提供该节点的MAC地址。

4.网络接入-NAT

NAT(Network Address Translator,网络地址转换)是用于在本地网络中使用私有地址,在连接互联网时转而使用全局 IP 地址的技术。NAT实际上是为解决IPv4地址短缺而开发的技术。

4.1. 优点

  • 节省合法的公有 IP 地址(最大的优点)
  • 当网络发生变化时,避免重新编址。
  • 对外隐藏内部地址,增加网络安全性

4.2. 缺点

  • 无法从 NAT 的外部向内部服务器建立连接(NAT穿越)
  • 转换表的生成和转换操作都会产生一定的开销
  • 通信过程中一旦 NAT 遇到异常需重新启动时,所有的 TCP 连接都将被重置。即使备置两台 NAT 做容灾备份,TCP 连接还是会被断开。