5.1 DNS（域名解析協(xié)議）

5.1.1 域名服務(wù)器

域名是分層結(jié)構(gòu)，域名服務(wù)器也是對(duì)應(yīng)的層級(jí)結(jié)構(gòu)。
有了域名結(jié)構(gòu)，還需要有一個(gè)東西去解析域名，域名需要由遍及全世界的域名服務(wù)器去解析，域名服務(wù)器實(shí)際上就是裝有域名系統(tǒng)的主機(jī)。

由高向低進(jìn)行層次劃分，可分為以下幾大類：

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注：一個(gè)域名服務(wù)器所負(fù)責(zé)的范圍，或者說有管理權(quán)限的范圍，就稱為區(qū)
我們需要注意的是：
1. 每個(gè)層的域名上都有自己的域名服務(wù)器，最頂層的是根域名服務(wù)器
2. 每一級(jí)域名服務(wù)器都知道下級(jí)域名服務(wù)器的IP地址
3. 為了容災(zāi), 每一級(jí)至少設(shè)置兩個(gè)或以上的域名服務(wù)器

5.1.2 域名解析過程

(1) 輸入域名后, 先查找自己主機(jī)對(duì)應(yīng)的域名服務(wù)器，域名服務(wù)器先查找自己的數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù).
(2) 如果沒有， 就向上級(jí)域名服務(wù)器進(jìn)行查找， 依次類推
(3) 最多回溯到根域名服務(wù)器, 肯定能找到這個(gè)域名的IP地址
(4) 域名服務(wù)器自身也會(huì)進(jìn)行一些緩存， 把曾經(jīng)訪問過的域名和對(duì)應(yīng)的IP地址緩存起來, 可以加速查找過程

5.2 ARP（地址解析協(xié)議）

網(wǎng)絡(luò)層實(shí)現(xiàn)主機(jī)之間的通信，而鏈路層實(shí)現(xiàn)具體每段鏈路之間的通信。因此在通信過程中，IP 數(shù)據(jù)報(bào)的源地址和目的地址始終不變，而 MAC 地址隨著鏈路的改變而改變。

ARP 實(shí)現(xiàn)由 IP 地址得到 MAC 地址。

每個(gè)主機(jī)都有一個(gè) ARP 高速緩存，里面有本局域網(wǎng)上的各主機(jī)和路由器的 IP 地址到 MAC 地址的映射表。

如果主機(jī) A 知道主機(jī) B 的 IP 地址，但是 ARP 高速緩存中沒有該 IP 地址到 MAC 地址的映射，此時(shí)主機(jī) A 通過廣播的方式發(fā)送 ARP 請(qǐng)求分組，主機(jī) B 收到該請(qǐng)求后會(huì)發(fā)送 ARP 響應(yīng)分組給主機(jī) A 告知其 MAC 地址，隨后主機(jī) A 向其高速緩存中寫入主機(jī) B 的 IP 地址到 MAC 地址的映射。

RARP是將ARP反過來，從MAC地址定位IP地址的一種協(xié)議

5.3 ICMP（網(wǎng)際控制報(bào)文協(xié)議）

ICMP的主要功能包括，確認(rèn)IP包是否成功送達(dá)目標(biāo)地址，通知在發(fā)送的過程中IP包被遺棄的具體原因，改善網(wǎng)絡(luò)設(shè)置等。有了這些功能后，就可以獲得網(wǎng)絡(luò)是否正常、設(shè)置是夠有誤以及設(shè)備有何異常等信息，從而便于進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)上的問題診斷。

ICMP 報(bào)文分為差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文和詢問報(bào)文。

Ping：

Ping 是 ICMP 的一個(gè)重要應(yīng)用，主要用來測(cè)試兩臺(tái)主機(jī)之間的連通性。

Ping 的原理是通過向目的主機(jī)發(fā)送 ICMP Echo 請(qǐng)求報(bào)文，目的主機(jī)收到之后會(huì)發(fā)送 Echo 回答報(bào)文。Ping 會(huì)根據(jù)時(shí)間和成功響應(yīng)的次數(shù)估算出數(shù)據(jù)包往返時(shí)間以及丟包率。

Traceroute ：

Traceroute 是 ICMP 的另一個(gè)應(yīng)用，用來跟蹤一個(gè)分組從源點(diǎn)到終點(diǎn)經(jīng)歷多少路由器。

Traceroute 發(fā)送的 IP 數(shù)據(jù)報(bào)封裝的是無法交付的 UDP 用戶數(shù)據(jù)報(bào)，并由目的主機(jī)發(fā)送終點(diǎn)不可達(dá)差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文。

• 源主機(jī)向目的主機(jī)發(fā)送一連串的 IP 數(shù)據(jù)報(bào)。第一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào) P1 的生存時(shí)間 TTL 設(shè)置為 1，當(dāng) P1 到達(dá)路徑上的第一個(gè)路由器 R1 時(shí)，R1 收下它并把 TTL 減 1，此時(shí) TTL 等于 0，R1 就把 P1 丟棄，并向源主機(jī)發(fā)送一個(gè) ICMP 時(shí)間超過差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文；
• 源主機(jī)接著發(fā)送第二個(gè)數(shù)據(jù)報(bào) P2，并把 TTL 設(shè)置為 2。P2 先到達(dá) R1，R1 收下后把 TTL 減 1 再轉(zhuǎn)發(fā)給 R2，R2 收下后也把 TTL 減 1，由于此時(shí) TTL 等于 0，R2 就丟棄 P2，并向源主機(jī)發(fā)送一個(gè) ICMP 時(shí)間超過差錯(cuò)報(bào)文。
• 不斷執(zhí)行這樣的步驟，直到最后一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)剛剛到達(dá)目的主機(jī)，主機(jī)不轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報(bào)，也不把 TTL 值減 1。但是因?yàn)閿?shù)據(jù)報(bào)封裝的是無法交付的 UDP，因此目的主機(jī)要向源主機(jī)發(fā)送 ICMP 終點(diǎn)不可達(dá)差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文。
• 之后源主機(jī)知道了到達(dá)目的主機(jī)所經(jīng)過的路由器 IP 地址以及到達(dá)每個(gè)路由器的往返時(shí)間。

5.4 DHCP（動(dòng)態(tài)主機(jī)設(shè)置協(xié)議）

使用DHCP之前，首先要架設(shè)一臺(tái)DHCP服務(wù)器。然后將DHCP所要分配的IP地址設(shè)置到服務(wù)器上。此外還要將相應(yīng)的子網(wǎng)掩碼、路由控制信息以及DNS副武器的地址等設(shè)置到服務(wù)器上。

從DHCP中獲取IP地址的流程，主要分為兩個(gè)階段

?5.5 NAT（網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換）

專用網(wǎng)內(nèi)部的主機(jī)使用本地 IP 地址又想和互聯(lián)網(wǎng)上的主機(jī)通信時(shí)，可以使用 NAT 來將本地 IP 轉(zhuǎn)換為全局 IP。

上圖是一個(gè)以10.0.0.10 的主機(jī)與163.221.120.9 的主機(jī)進(jìn)行通信的例子。途中的NAT路由器將發(fā)送源地址從10.0.0.10 轉(zhuǎn)換為全局的IP地址（202.244.174.37）再發(fā)送數(shù)據(jù)，反之，當(dāng)包從地址163.221.120.9發(fā)過來時(shí)，目的地址（202.244.174.37）先被轉(zhuǎn)換為私有IP地址10.0.0.10 以后再被轉(zhuǎn)發(fā)。

?在以前，NAT 將本地 IP 和全局?IP 一一對(duì)應(yīng)，這種方式下?lián)碛?n 個(gè)全局IP 地址的專用網(wǎng)內(nèi)最多只可以同時(shí)有 n 臺(tái)主機(jī)接入互聯(lián)網(wǎng)。為了更有效地利用全局IP 地址，現(xiàn)在常用的 NAT 轉(zhuǎn)換表把傳輸層的端口號(hào)也用上了，使得多個(gè)專用網(wǎng)內(nèi)部的主機(jī)共用一個(gè)全局IP 地址。使用端口號(hào)的 NAT 也叫做網(wǎng)絡(luò)地址與端口轉(zhuǎn)換 NAPT。

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在上圖中，主機(jī)163.221.120.9 的端口號(hào)是80，LAN中有兩個(gè)客戶端10.0.0.10和10.0.0.11 同時(shí)進(jìn)行通信，并且這兩個(gè)客戶端的本地端口都是1025 。此時(shí)，僅僅轉(zhuǎn)換IP地址為某個(gè)全局地址202.244.174.37，會(huì)令轉(zhuǎn)換后的所有數(shù)字完全一致。為此，只要將10.0.0.11的端口號(hào)轉(zhuǎn)換為1026就可以解決問題。生成一個(gè)NAPT路由器的轉(zhuǎn)換表，就可以正確的轉(zhuǎn)換地址跟端口的組合，令客戶端A、B能同時(shí)與服務(wù)器之間進(jìn)行通信。

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/xlzfdddd/p/10206636.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的5 网络层----IP协议相关技术的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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