8/27 Java学习博客

一、地址管理

（1）网段划分
一个IP地址，分成两个部分

网络号（标识了一个局域网）＋ 主机号（标识了局域网中的一个设备）

假设有三个设备

192.168.1.10 ------

192.168.1.11 --------------> 192.168.1.1 （路由器）

192.168.1.12 ------

这个局域网中，网络号192.168.1 后面.1.10.11.12主机号

再假设
192.168.0.10

192.168.0.11 -------------->192.168.0.1（路由器）

192.168.0.12

这个局域网中网络号192.168.0，主机号.1.10 .11.12

其中 192.168.0.1 <--------------> 192.168.1.1 连接上

那这就是两个相邻的局域网 （通过一个路由器，连接的两个局域网）

两个相邻的局域网，网络号不能相同!!

那 一个IP地址，哪个部分是网络号，哪个部分是主机号，其实不一定。

我们通过子网掩码，来确定网络号。

（2）子网掩码

IPv4地址 192.168.100.176
子网掩码 255.255.255.0
注意子网掩码是32位的整数. 左侧都是1，右侧都是0.不会10交替出现

1111 1111 1111 1111 1111 1111 0000 0000

被标记成1的部分就是网络号.

这里的1也不一定就非得是24个，可以根据实际的网络环境，灵活配置的.

一般来说,家用路由器,子网掩码都是255.255.255.0

那如果一个IP地址，主机号全0
比如192.168.100.0
255.255.255.0

当前这个IP就表示"网络号"，代表一个局域网的.给一个具体的主机，是不能分配这个IP的

如果一个IP地址，主机号全1，
比如192.168.100.255
255.255.255.0

表示当前这个IP就是一个"广播地址” 也是不能给具体的主机分配这个IP的~~

前面说UDP天然能支持广播，就是和这个IP有关系.
使用UDP socket给这个地址发送UDP数据报，此时局域网中所有的设备，都能收到这个数据报~~
TCP则无法和这个地址，建立连接....

如果一个IP是127开头的，此时这个IP就是“环回ip"(loopback)

127.0.0.1(最常用的)都表示"设备自身”自己发给自己~~
操作系统提供了一个特殊的"虚拟网卡"，关联到了这个IP上
这里的环回IP主要的用途就是进行一些测试性的工作.
环回IP能够排除网络不通干扰因素，更好的排查代码中的问题.

上述和IP地址相关的规则，也是IP协议的一部分.(IP协议，两个核心功能，地址管理，路由选择)

二、路由选择

1）路由选择
就是描述了IP协议(IP数据报)转发过程.

从A->B，中间可能有很多条可行的路径.具体怎么走~~
平时，使用地图软件.一搜索，就会出现很多条路径~~

而进行IP数据报转发的时候,每个路由器，都是无法知道，网络的“全貌”的，只知道一些局部信息.(一个路由器能知道哪些设备和它自己是相连的)，这就意味着IP数据在转发过程中，是一个"探索式""启发式"过程.

这个过程，很难给出"最优解"只能是"较优解"

就像我们在没有导航的情况下，通过问路到达最终地点

一个网络层的数据报，每次到达一个路由器，也会进行类似的问路，每个路由器内部都有个路由表，根据数据报中的目的IP查路由表

查到了 就按照路由表给定的方向转发

没查到 路由表里就有个默认表项（下一跳地址），按照默认的表项转发。

上述内容，就是关于IP协议的基本情况了.

三、数据链路层

其中一个比较常见常用的，就是"以太网协议”
（1）以太网协议
通过网线/光纤，来通信，使用的协议，以太网协议。
以太网，横跨数据链路层+物理层

以太网数据帧，格式 如图

其中目的地址和源地址 6个字节，不是IP地址，而是mac地址（物理地址）

定位与IP地址有一定的冲突/重合的

目前来说，每个设备都是有唯一的mac地址~~

mac地址通常是十六进制表示的.两个十六进制数字就是一个字节.字节和字节之间通常使用-或者:来分割

（一个字节 八位二进制 一个十六进制可以表示4位二进制）

IP地址和Mac地址各自的用途是什么?

IP协议立足于全局，完成整个通信过程的路径规划工作.以太网则是关注于局部，相邻两个设备之间的通信过程~~

比如
（1）传输层（UDP、TCP）关注的 从西安，到安广~~

（2）网络层（IP）关注的是，路径是啥样的~~

西安->长春->白城->安广
西安->北京->长春->白城->安广
西安->北京->白城->安广
西安->沈阳->长春->白城->安广

无论走哪条路线，
IP数据报里的源IP始终是"西安"，目的IP始终是"安广”

（3）数据链路层（以太网协议）关注的是"相邻节点”之间如何转发
（源IP和目的IP始终是整个通信过程中的最初的起点和终点(这里是不考虑NAT的情况)）

西安->长春:坐飞机~~
数据报:
源IP:西安;目的IP:安广源mac:西安;目的mac:长春

长春->白城:坐火车~~
数据报:
源IP:西安;目的IP:安广源mac:长春;目的mac:白城

白城->安广:坐大巴~~
数据报:
源IP:西安;目的IP:安广
源mac:白城;目的mac:安广

源mac 和目的mac会根据你当前转发的过程每次到达一个节点，往下一个节点转发的时候，源mac和目的mac都会随之改变

（2）以太网 数据帧格式
①类型 是描述载荷是一个啥样的数据的。

②那看图片可以看到 IP数据报最大长度不能超过1500字节，这1500字节便是MTU

数据链路层的数据报能携带的最大载荷长度

不同数据链路层的协议的MTU是不一样的（也会物理层的介质有关）
MTU可以看成，一条公路上允许车的最大载重量，如果路不行 车太重就会压坏掉。
反之路好了，车就可以重一点。

所以 IP数据报的分包组包，大概率是因为MTU引起的，而不是触发64KB上限引起的.

③ARP和RARP
这两个协议不是传输“业务数据”，而是辅助转发的协议

像交换机这样的设备，收到以太网数据帧的时候，就需要进行转发
(这个转发过程就需要能够根据mac地址，判定出数据要走哪个网口)

这里的网口是“物理意义"上插网线的口，
(IP协议，路由器，走哪个网络接口，其实是抽象的概念，最终还是要在数据链路层才能决定是走哪个网口...)

具体如何转发?
交换机内部也有一个数据结构"转发表”
和前面说的路由表，有点像，其实还是有一系列差别~~

转发表是一个简单的像hash这样的映射(当然这个表不一定是软件实现的，也可能是硬件实现的)

转发表如何构造(里面的内容咋来的?)

主要就是通过arp协议来生成的