网络原理——TCP/IP--数据链路层，DNS

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🫵 今天你敲代码了吗

数量链路层

主要的协议是以太网协议.一个横跨数据链路层和 物理层的协议,既包含了数据链路层的内容, 也包含了⼀些物理层的内容

我们来了解一下以太网协议的格式

是像UDP一样比较简单的协议

目的地址和原地址

这是实际上指的是mac地址/物理地址

实际上,mac地址 和 IP地址,都是为了区分不同的主机上的设备,是由两伙人独立各自提出的,区别在于,mac地址是6个字节,数量目前来说还是够用的,因此可以认为是 每个设备都有唯一的mac地址,因此物理地址,也可以作为是 一台主机上面的一种身份标识

到后面,两种方式都被保留了下来,但是给他们分配了不同的工作

Ip地址的作用是支持整个传输过程转发

而Mac地址的作用是 支持两个相邻节点之间的转发

假设有一种情况是这样的

此时一个网络数据从A想要发给B

总的,目标IP是5.6.7.8

此时程序员写代码的时候,就直接告诉计算机,数据要往5.6.7.8这个主机发送

主机A就查询路由表,发现这个Ip在路由表里面没有,就将数据交给下一跳

那么IP层就决定了要找那个朋友,到了数据链路层就要决定,具体要怎么找(即数据包要从路由器的哪个接口发送出去)

此时主机 / 路由器在数据链路层里面也维护了一张表,这个表就维护了每个网口,以及网口对应端的设备的mac地址关联关系,就会根据这个来发

类型

就是用来区分,当前数据在分用的时候,是交给哪个协议

比如说分用的时候,发现类型是 0x0800的时候,此时就会将这个数据交给网络层的IP协议

但是我们这里会注意到,实际上一个以太网数据帧携带的最大的数据报的长度就只是1500字节

完全不够用

但是,实际上我们在IP协议讲到的拆包 组包问题,其实当IP协议达到1500字节的时候,就已经触发了
目的就是确保 数据报能够被以太网数据报装下

此处的1500也称为MTU,是和硬件结构相关联的

MTU这个东西,对于不同的数据链路层协议,是不一样的

至于这里的ARA 和 PARP,都不会携带业务上载荷数据,而是针对转发数据的过程起到"辅助"的作用

ARA协议是为了给每个路由器 / 交换机建立一个"转发表"(不是路由表)

这个表里面就记载了IP地址 =>mac地址映射

表项里面只是包含,路由器 / 交换机 周围的邻居设备

我们刚刚谈到的转发数据的过程中,确定接下来往哪里走,当路由器 / 交换机知道 下一跳的Ip(查路由表)

根据下一跳的Ip,就会去查转发表,此时就知道Ip对应的mac / 端口是哪个,然后再发

实际上这个东西的生成就比较简单,该设备在局域网中 通过广播地址,发送ARP数据包,收到的设备,都会返回ARP响应,响应里面就会包含每个设备,IP和mac

设备的转发表就可以保存上述的信息了

校验和

和我们之前讲过的校验和一样
此处也是只管报头的即可

DNS

DNS是一种重要的应用层协议,指的就是域名解析系统

我们之前讲过的IP地址,是32位的整数(IPV4),我们通过点分十进制将他更好的表示

为了让Ip地址给人使用更加方便,就引入DNS

域名就是一串单词,就可以通过这一串单词,来表示某个 / 某组IP地址了

比如我们常见的 baidu.com

在很早的时候,是有一个专门的文件,用来维护域名和Ip的映射关系,这个文件就是hosts文件

这个文件至今还存在

在以前,计算机访问各种域名,就会在这里进行查询

曾经很有用

但是现在不再使用了

之前每个人的电脑上,都会存有这样一个很大的文件,存有 所有的网站的域名对应的情况

但是弊端就在,这里的数据不方便更新,每天都有新的网站出现,也会有旧的网站消亡

导致文件就需要频繁更新

取而代之的就是搭载的DNS服务器,就是将这样的映射关系,使用DNS服务器来保存

此时我们的电脑就不必保存hosts了

如果要访问域名,就可以通过访问DNS服务器来查询到对应的IP地址了

但是越来越多的上网设备都需要使用DNS服务器,就会给DNS服务器造成很大的压力

解决方法就是:

(1)客户端缓存

当我们的电脑访问某个域名的时候,就会得到IP,此时就记住了,下次再访问同一个域名的时候,就不会重新查询DNS服务器了

这样的操作之后,就会使得DNS的服务器的压力减小不下百倍

(2)分布式的方式

全世界的各个地方,建设了很多DNS镜像服务器

比如国内的联通,电信,移动…,他们也会搭建DNS镜像服务器,此时我们请求的DNS服务器,就只需要就近访问我们附近的镜像服务器即可

但是同时也会引入新的麻烦,假设某个区域的DNS服务器挂了,可能就会对这一区域的设备造成影响(网页打不开了)

当前的域名体系是"分级"的体系

com就是一级域名,sogou就是2级域名,pic就是3级域名

DNS服务器是按照分组的方式,来存储不同的域名服务器的

域名有很多结尾:

com => 公司

org => 组织…

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