TCP/IP各层讲解 - 网络层（下）

DNS

DNS（域名系统协议）主要是负责域名与IP地址之间的转换，当访问域名时，DNS会自动检索注册当前域名的主机的IP地址进行返回。

域名的构成

了解DNS是怎么检索以前，须要了解域名是怎么构成的。举个例子：

www.yahoo.com.cn 分别对应的是：

• 顶级域名：cn/com
• 组织机构名：yahoo
• 主机名：www

域名的结构就是一个树状结构，顶点就是根（Root），底下就是第一级域名（顶级域名）如：.com 顶级域名/一级域名，二级域名就是：baidu.com，如此类推，三级域名就是tieba.baidu.com。每一级域名下面都有一个域名服务器，每一层域名服务器注册着下一层的IP地址，对于DNS的检索数据有着相当重要的做用。

DNS查询

举个例子，当ku-sa.co.cn域中的计算机想要访问www.ietf.org的时候

1. 解析器（主机）就向本域下的域名服务器进行查询
2. 接收到查询的域名服务器会在数据库进行查询，找到便可返回，若是没有找到，则像上一层根服务器进行查询。
3. 根服务器知道ietf.org域名服务器的地址，把域名服务器地址返回。
4. ku-sa.co.cn的域名服务器会像ietf.org域名服务器请求www.ietf.org的IP地址，而后返回。
5. 这样ku-sa.co.cn域中的计算机就能够和www.ietf.org创建通讯。

ARP

ARP是一个以IP地址为线索，能够找到对应的MAC地址的协议。若是查找的IP地址不在同一数据链路，则会返回下一跳的路由器MAC地址。

ARP的工做机制

ARP的工做机制其实就是利用广播发送一个ARP请求包，这个包包含了想要了解其MAC地址的IP地址，当适配的主机接收到此包后ARP响应包进行返回。

若是每一次获取MAC地址都须要发送包会形成没必要要的网络流量。所以，MAC地址一般都会被缓存一段时间，当到过时时间后，从新请求MAC地址后，被缓存的MAC地址即被删除。

IP地址和MAC地址缺一不可？

blog.csdn.net/guorong520/…

1. 首先，咱们若是第一次将信息从A端发往B端，那么信息须要从应用层到物理层一层一层进行封装，到达对端后再从物理层到应用层依次解包，拿到信息。
2. A端发送的信息到了网络层的时候只能知道对方的IP地址，却不了解对方的MAC地址，到不了数据链路层，没法发送帧，因此这时咱们就须要使用ARP协议，来获取到对端的MAC地址。
3. 这时就有人说，为啥不直接使用IP地址，知道了对端的IP地址就能够直接发送了，是的，它确实能够识别一台主机，可是在局域网中，IP地址都是动态分配的，当你下一次发送消息时，说不定就不是这个IP地址了（分配到了新的IP地址），可是MAC地址就不存在这个问题，其序列号存在于网卡中，全球惟一，一出厂网卡上就烧录了MAC地址（48位的序列号）。那么此时有人就说光使用MAC地址不就够了，还须要IP地址干吗？
4. 其实，MAC地址种类繁杂，处处分布在世界上海量的主机上，要是光靠MAC地址来找对端，不知道路由器转发的消息获得猴年马月才能到对端手上，那么，此时IP地址的优点就体现了出来。IP地址的分配有必定的区域性，经过IP地址能够将地址进行集约。就比如你找某个地方，经过IP地址你能够找到大体的方位，如中国陕西，再经过MAC地址，找到具体地方的街道门牌号。

ICMP

ICMP主要是功能是确认IP包是否成功到达目标地址，通知在发送过程中IP包被废弃的具体缘由，改善网络等等。

举个例子：主机A给主机B发送数据包，但因为主机B关机了没法发送，那么主机B所链接的路由器B就会给主机A发送一个ICMP包告诉主机A到底是什么缘由致使。

下面是ICMP消息类型

• 0：回送应答
• 3：目标不可达
• 4：原点抑制
• 5: 重定向或改变路由
• 8: 回送请求
• 9: 路由器公告
• 10: 路由器请求
• 11: 超时
• 17: 地址子网请求
• 18：地址子网应答

ICMPv6

ICMPv6对于IPv6来讲是必不可少的。在IPv6中，从IP地址寻找MAC地址的ARP变成了ICMPv6中的邻居探索。邻居搜索消息融合了ARP、ICMP重定向以及ICMP路由器选择消息等功能，设置融合了DHCP自动分配IP地址的功能。

DHCP

DHCP主要是为了实现自动设置IP地址、统一管理IP地址分配，也就是即插即用。

DHCP工做机制

1. DHCP客户端发送DHCP发现包，因为IP地址还没有肯定，因此DHCP发现包的地址为广播地址。
2. 管理员在DHCP服务器上设置可分配的IP地址、默认地址以及子网掩码。而后DHCP服务端（路由器）通知可使用的网络设置。
3. DHCP客户端广播其余DHCP客户端通知想要使用的IP地址。
4. DHCP服务端通知DHCP客户端容许配置。

DHCP中继器

通常家庭可以使用路由器充当DHCP服务端，但在大型的网络中，若是须要给每一个路由器都配置可分配的IP地址范围，会变得难以维护。这时可使用DHCP中继器进行统一管理，DHCP客户端会向DHCP中继器发送DHCP请求包，当DHCP接受到这个包后会以单播的形式发给DHCP服务器。服务器会向DHCP中继器做出应答，并由中继器将包返回DHCP客户端。

NAT

NAT是用在本地网络中使用私有地址，而在链接互联网的时候就使用全局IP地址的技术。

NAT工做机制

若是10.0.0.10的主机要和163.221.120.9通讯，在经过NAT路由器的时候会被转化为全局IP地址202.224.137.34进行通讯，而当包返回时，会把地址转化为10.0.0.10再进行转发。

但这样子全局地址明显是浪费的，因此这时候就使用NAPT解决。便是在请求的时候带上端口号，10.0.0.10:8082和10.0.0.10:8083都须要与外界通讯，在经过NAPT转化的时候，全局地址既变成202.224.137.34:8082和202.224.137.34:8082进行通讯。

写在最后

IP层说完啦啦啦啦

图解TCP/IP

这会做为最近的一个长期目标不按期更新。