【计算机网络】DNS/ICMP协议/NAT技术

文章目录

  • 一、DNS(Domain Name System)
    • 1.DNS背景
    • 2.域名
    • 3.浏览器中输入url后,发生的事情
  • 二、ICMP协议
    • 1.什么是ICMP协议
    • 2.ICM功能
    • 3.ICMP的报文格式
    • 4.ping命令
    • 5.traceroute命令
  • 三、NAT技术
    • 1.NAT技术背景
    • 2.NAT IP转换过程
    • 3.NAPT
    • 4.NAT技术的缺陷
    • 5.NAT和代理服务器
  • 四、TCP/IP五层模型的总结
    • 1.数据链路层
    • 2.网络层
    • 3.传输层
    • 4.应用层

一、DNS(Domain Name System)

1.DNS背景

DNS是一整套从域名映射到IP的系统。

TCP/IP中使用IP地址和端口号来确定网络上的一台主机的一个程序. 但是IP地址不方便记忆.

于是人们发明了一种叫主机名的东西, 是一个字符串, 并且使用hosts文件来描述主机名和IP地址的关系.。

在这里插入图片描述

最初, 通过互连网信息中心(SRI-NIC)来管理这个hosts文件的.

如果一个新计算机要接入网络, 或者某个计算机IP变更, 都需要到信息中心申请变更hosts文件.

其他计算机也需要定期下载更新新版本的hosts文件才能正确上网.

这样就太麻烦了, 于是产生了DNS系统

一个组织的系统管理机构, 维护系统内的每个主机的IP和主机名的对应关系.

如果新计算机接入网络, 将这个信息注册到数据库中;

用户输入域名的时候, 会自动查询DNS服务器, 由DNS服务器检索数据库, 得到对应的IP地址.

至今, 我们的计算机上仍然保留了hosts文件. 在域名解析的过程中仍然会优先查找hosts文件的内容.

cat /etc/hosts

在这里插入图片描述

2.域名

主域名是用来识别主机名称和主机所属的组织机构的一种分层结构的名称

www.baidu.com

域名使用 . 连接

com: 一级域名. 表示这是一个企业域名. 同级的还有 “net”(网络提供商), “org”(非盈利组织) 等.

baidu: 二级域名, 公司名.

www: 只是一种习惯用法. 之前人们在使用域名时, 往往命名成类似于ftp.xxx.xxx/www.xxx.xxx这样的格式, 来表示主机支持的协议.

3.浏览器中输入url后,发生的事情

我们可以参考一下内容:

浏览器中输入url后,发生的事情

浏览器中输入url后,发生的事情

浏览器中输入url后,发生的事情

二、ICMP协议

1.什么是ICMP协议

ICMP协议是一个 网络层协议

一个新搭建好的网络, 往往需要先进行一个简单的测试, 来验证网络是否畅通; 但是IP协议并不提供可靠传输. 如果丢

包了, IP协议并不能通知传输层是否丢包以及丢包的原因

2.ICM功能

ICMP正是提供这种功能的协议; ICMP主要功能包括:

确认IP包是否成功到达目标地址.

通知在发送过程中IP包被丢弃的原因.

ICMP也是基于IP协议工作的. 但是它并不是传输层的功能, 因此人们仍然把它归结为网络层协议;

ICMP只能搭配IPv4使用. 如果是IPv6的情况下, 需要是用ICMPv6;

在这里插入图片描述

3.ICMP的报文格式

关于报文格式, 我们稍微有个了解即可

在这里插入图片描述

ICMP大概分为两类报文:

一类是通知出错原因

一类是用于诊断查询

在这里插入图片描述

4.ping命令

在这里插入图片描述

注意, 此处 ping 的是域名, 而不是url! 一个域名可以通过DNS解析成IP地址.

ping命令不光能验证网络的连通性, 同时也会统计响应时间和TTL(IP包中的Time To Live, 生存周期).

ping命令会先发送一个 ICMP Echo Request给对端;

对端接收到之后, 会返回一个ICMP Echo Reply;

在这里插入图片描述

一个值得注意的坑

有些面试官可能会问: telnet是23端口, ssh是22端口, 那么ping是什么端口?

千万注意!!! 这是面试官的圈套

ping命令基于ICMP, 是在网络层. 而端口号, 是传输层的内容. 在ICMP中根本就不关注端口号这样的信息

5.traceroute命令

traceroute也是基于ICMP协议实现, 能够打印出可执行程序主机, 一直到目标主机之前经历多少路由器.

在这里插入图片描述

三、NAT技术

1.NAT技术背景

之前我们讨论了, IPv4协议中, IP地址数量不充足的问题

NAT技术当前解决IP地址不够用的主要手段, 是路由器的一个重要功能;

NAT能够将私有IP对外通信时转为全局IP. 也就是就是一种将私有IP和全局IP相互转化的技术方法:

很多学校, 家庭, 公司内部采用每个终端设置私有IP, 而在路由器或必要的服务器上设置全局IP;

全局IP要求唯一, 但是私有IP不需要; 在不同的局域网中出现相同的私有IP是完全不影响的

2.NAT IP转换过程

在这里插入图片描述

NAT路由器将源地址从10.0.0.10替换成全局的IP 202.244.174.37;

NAT路由器收到外部的数据时, 又会把目标IP从202.244.174.37替换回10.0.0.10;

在NAT路由器内部, 有一张自动生成的, 用于地址转换的表;

当 10.0.0.10 第一次向 163.221.120.9 发送数据时就会生成表中的映射关系;

3.NAPT

那么问题来了, 如果局域网内, 有多个主机都访问同一个外网服务器, 那么对于服务器返回的数据中, 目的IP都是相同的. 那么NAT路由器如何判定将这个数据包转发给哪个局域网的主机? 这时候NAPT来解决这个问题了. 使用IP+port来建立这个关联关系

在这里插入图片描述

这种关联关系也是由NAT路由器自动维护的. 例如在TCP的情况下, 建立连接时, 就会生成这个表项; 在断开连接后, 就会删除这个表项

4.NAT技术的缺陷

由于NAT依赖这个转换表, 所以有诸多限制:

无法从NAT外部向内部服务器建立连接;

装换表的生成和销毁都需要额外开销;

通信过程中一旦NAT设备异常, 即使存在热备, 所有的TCP连接也都会断开;

5.NAT和代理服务器

路由器往往都具备NAT设备的功能, 通过NAT设备进行中转, 完成子网设备和其他子网设备的通信过程.

代理服务器看起来和NAT设备有一点像. 客户端像代理服务器发送请求, 代理服务器将请求转发给真正要请求的服务器; 服务器返回结果后, 代理服务器又把结果回传给客户端.

那么NAT和代理服务器的区别有哪些呢?

从应用上讲, NAT设备是网络基础设备之一, 解决的是IP不足的问题. 代理服务器则是更贴近具体应用, 比如通过代理服务器进行翻墙, 另外像迅游这样的加速器, 也是使用代理服务器.

从底层实现上讲, NAT是工作在网络层, 直接对IP地址进行替换. 代理服务器往往工作在应用层.

从使用范围上讲, NAT一般在局域网的出口部署, 代理服务器可以在局域网做, 也可以在广域网做, 也可以跨网.

从部署位置上看, NAT一般集成在防火墙, 路由器等硬件设备上, 代理服务器则是一个软件程序, 需要部署在服务器上.

代理服务器是一种应用比较广的技术.

翻墙: 广域网中的代理.

负载均衡: 局域网中的代理.

代理服务器又分为正向代理和反向代理

花王尿不湿是一个很经典的尿不湿品牌, 产自日本.

我自己去日本买尿不湿比较不方便, 但是可以让我在日本工作的表姐去超市买了快递给我. 此时超市看到的买家是我表姐, 我的表姐就是 “反向代理”;

后来找我表姐买尿不湿的人太多了, 我表姐觉得天天去超市太麻烦, 干脆去超市买了一大批尿不湿屯在家里, 如果有人来找她代购, 就直接把屯在家里的货发出去, 而不必再去超市. 此时我表姐就是 "正向代理

正向代理用于请求的转发(例如借助代理绕过反爬虫).

反向代理往往作为一个缓存.

四、TCP/IP五层模型的总结

1.数据链路层

数据链路层的作用: 两个设备(同一种数据链路节点)之间进行传递数据

以太网是一种技术标准; 既包含了数据链路层的内容, 也包含了一些物理层的内容. 例如: 规定了网络拓扑结构, 访问控制方式, 传输速率等;

以太网帧格式

理解mac地址

理解arp协议

理解MTU

2.网络层

网络层的作用: 在复杂的网络环境中确定一个合适的路径.

理解IP地址, 理解IP地址和MAC地址的区别.

理解IP协议格式.

了解网段划分方法

理解如何解决IP数目不足的问题, 掌握网段划分的两种方案. 理解私有IP和公网IP

理解网络层的IP地址路由过程. 理解一个数据包如何跨越网段到达最终目的地.

理解IP数据包分包的原因.

了解ICMP协议.

了解NAT设备的工作原理

3.传输层

传输层的作用: 负责数据能够从发送端传输接收端.

理解端口号的概念.

认识UDP协议, 了解UDP协议的特点.

认识TCP协议, 理解TCP协议的可靠性. 理解TCP协议的状态转化.

掌握TCP的连接管理, 确认应答, 超时重传, 滑动窗口, 流量控制, 拥塞控制, 延迟应答, 捎带应答特性.

理解TCP面向字节流, 理解粘包问题和解决方案.

能够基于UDP实现可靠传输.

理解MTU对UDP/TCP的影响

4.应用层

应用层的作用: 满足我们日常需求的网络程序, 都是在应用层

能够根据自己的需求, 设计应用层协议.

了解HTTP协议.

理解DNS的原理和工作流程.

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://xiahunao.cn/news/2812775.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系瞎胡闹网进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

相关文章

智慧公厕的目的和意义是什么?

智慧公厕是近年来城市建设中的一项重要举措,其目的在于实现公共厕所的智慧化管理,为市民群众提供更好的服务体验,助力智慧城市和数字环卫的发展,提升社会公共卫生服务水平。 与此同时,智能公厕也具有重要的意义&#x…

CSP-202206-3-角色授权

CSP-202206-3-角色授权 经过一段时间的学习,总算是没有任何参考的独立解决了一道大模拟的问题。本题字数很多,重在理解题目意思,一定要仔细读懂题目,实际算法并不复杂。大模拟类型的题目对于数据结构的选择非常重要,直…

【Flink精讲】Flink反压调优

Flink 网络流控及反压的介绍: Apache Flink学习网 反压的理解 简单来说, Flink 拓扑中每个节点(Task)间的数据都以阻塞队列的方式传输,下游来不及消费导致队列被占满后,上游的生产也会被阻塞,…

DataSpell 2023:专注于数据,加速您的数据科学之旅 mac/win版

JetBrains DataSpell 2023是一款专为数据科学家和数据分析师设计的集成开发环境(IDE)。这款IDE提供了强大的数据分析和可视化工具,旨在帮助用户更快速、更高效地进行数据科学工作。 DataSpell 2023软件获取 DataSpell 2023在保持其一贯的数…

用39块钱的全志V851se视觉开发板做了个小相机,还可以物品识别、自动追焦!

用39块钱的V851se视觉开发板做了个小相机。 可以进行物品识别、自动追焦! 这个超低成本的小相机是在V851se上移植使用全志在线开源版本的Tina Linux与OpenCV框架开启摄像头拍照捕获视频,并结合NPU实现Mobilenet v2目标分类识别以及运动追踪等功能…并最终…

springboot+vue项目基础开发(19)vue使用axios拦截器

添加拦截器,将token存在拦截器 在request.js添加拦截器 import {useTokenStore} from @/stores/token.js //添加请求拦截器 instance.interceptors.request.use((config)=>{

备战蓝桥杯---树形DP基础1

我们先来看几个比较简单的例子来引入: 我们令f[i]表示以i为根节点的子树大小,易得状态转移方程为: f[i]1f[son1]....f[soni]; 我们用DFS即可,下面是大致的模板: 让我们来看看几道题吧: 1.贪心树形DPDFS&…

终于,我们拿下了硅谷的那个 Linear

就像设计领域的 Figma,文档领域的 Notion,Linear 同样在软件开发管理领域推出了革命性的工具。而且以其名字 Linear Style 命名的设计风格,也成为了一股软件设计潮流。 Linear 于 2019 年在美国 🇺🇸 旧金山创立。目前…

echarts在线样式

makeapie echarts社区图表可视化案例makeapie echarts图表可视化案例, 分享你的可视化作品https://www.makeapie.cn/echarts

数据库orclec;nvl和nvl2的区别

Oracle中nvl()与nvl2()函数详解-CSDN博客 select nvl(null,2) as vb from dual select nvl2(666,2,3) as vb from dual

AI与大数据:智慧城市安全的护航者与变革引擎

一、引言 在数字化浪潮的席卷下,智慧城市正成为现代城市发展的新方向。作为城市的神经系统,AI与大数据的融合与应用为城市的安全与应急响应带来了革命性的变革。它们如同城市的“智慧之眼”和“聪明之脑”,不仅为城市管理者提供了强大的决策…

LeetCode 刷题 [C++] 第73题.矩阵置零

题目描述 给定一个 m x n 的矩阵,如果一个元素为 0 ,则将其所在行和列的所有元素都设为 0 。请使用 原地 算法。 题目分析 题目中要求使用原地算法:即直接在输入矩阵上进行修改。因此如果在输入矩阵上把行/列的值修改成0后,在…

《数据治理简易速速上手小册》第4章 数据安全与合规性(2024 最新版)

文章目录 4.1 数据安全的基本原则4.1.1 基础知识4.1.2 重点案例:在线零售商的数据加密4.1.3 拓展案例 1:医疗机构的访问控制4.1.4 拓展案例 2:金融服务提供商的数据备份和恢复 4.2 遵循数据合规性的策略4.2.1 基础知识4.2.2 重点案例&#xf…

SwiftUI- DatePicker的集成

在SwiftUI中,DatePicker是用于显示和选择日期的视图,可以通过以下步骤集成DatePicker: 1.创建一个日期变量来存储选定的日期: State private var selectedDate Date()2.在视图中使用DatePicker,并将其绑定到先前创建…

机器学习-02-机器学习算法分类以及在各行各业的应用

总结 本系列是机器学习课程的第02篇,主要介绍机器学习算法分类以及在各行各业的应用 本门课程的目标 完成一个特定行业的算法应用全过程: 定义问题(Problem Definition) -> 数据收集(Data Collection) -> 数据分割(Data…

docker容器配置mysql5.7主从复制

介绍 本文将通过docker创建3个mysql数据库容器,实现数据库主从复制功能,三个数据库容器分别为主库mysql-master:3307,从库mysql-slave-01:3308,mysql-slave-02:3309。使用的是mysql5.7版本 1. 拉取mongo镜像 docker pull mysql…

React Hooks概述及常用的React Hooks介绍

Hook可以让你在不编写class的情况下使用state以及其他React特性 useState ● useState就是一个Hook ● 通过在函数组件里调用它来给组件添加一些内部state,React会在重复渲染时保留这个state 纯函数组件没有状态,useState()用于设置和使用组件的状态属性。语法如下…

【QT+QGIS跨平台编译】之五十二:【QGIS_CORE跨平台编译】—【qgsexpressionlexer.cpp生成】

文章目录 一、Flex二、生成来源三、构建过程一、Flex Flex (fast lexical analyser generator) 是 Lex 的另一个替代品。它经常和自由软件 Bison 语法分析器生成器 一起使用。Flex 最初由 Vern Paxson 于 1987 年用 C 语言写成。 “flex 是一个生成扫描器的工具,能够识别文本中…

微信公众号关键词自动回复

今天主要给大家讲一下如何实现微信公众号关键词的自动回复功能,就如网站的文章而言,进行人机识别,需要关注公众号回复验证码获取到验证码从而展示文章内容,,具体效果如下图。 springboot 2.3.2RELEASE 1、微信公众平台…

跨境电商必读:如何选择适合跨境ERP系统?

在当今全球化的商业环境下,跨境电商已经成为许多企业拓展业务的重要途径。而选择适合的ERP系统,对于实现跨境电商的高效运营和持续发展至关重要。本文将为您详细介绍如何选择适合跨境电商的ERP系统,助您在激烈的市场竞争中脱颖而出。 为什么…