《Linux高性能服务器编程》学习笔记（一）--tcp/ip协议族

ゝ一世哀愁。 2022-05-20 07:45 173阅读 0赞

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*  TCP/IP协议族
    
     *  图解
 *  封装
    
     *  图解
 *  分用
    
     *  图解
     *  
 *  以太网帧格式
    
     *  图解
 *  ARP协议结构详解
    
     *  图解
 *  ARP框架整理
    
     *  图解
 *  DNS工作原理
 *  NAT和NAPT
    
     *  NAT的作用和原理
     *  NAPT的作用和原理
     *  NAT技术的缺陷

# TCP/IP协议族 #

## 图解 ##

![这里写图片描述][70]

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# 封装 #

## 图解 ##

![这里写图片描述][70 1]

# 分用 #

## 图解 ##

## ![这里写图片描述][70 2] ##

# 以太网帧格式 #

## 图解 ##

![这里写图片描述][70 3]

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# ARP协议结构详解 #

## 图解 ##

![这里写图片描述][70 4]

# ARP框架整理 #

## 图解 ##

![这里写图片描述][70 5]  
注：需要该.xmind文件，可自行下载[ARP框架图.xmind][ARP_.xmind]

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# DNS工作原理 #

> **①输入域名后，现在本机对应的域名服务器中查找**  
> **②域名服务器先查找自己的数据库中的数据，如果没有，就向上挤域名服务器查找，依次类推**  
> **③最多向上查找到根域名服务器，肯定能找到这个域名对应的IP地址**  
> **④域名服务器也有缓存机制，把曾经访问过的域名和对应的IP地址缓存起来，可以加速查找过程**

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# NAT和NAPT #

## NAT的作用和原理 ##

> **作用：**  
> `解决IP不够用的方式之一，帮助局域网中的主机能访问公网服务器`  
> **原理：**  
> `A局域网中的主机a，想访问公网服务器，因为a在自己的局域网中的IP地址都是私有IP，不可以直接访问公网，因此主机a通过NAT路由器（该路由器中有一张自动生成转换表）将自己的私有IP地址换成NAT路由器的公网IP，从而访问公网服务器`

## NAPT的作用和原理 ##

> **`值得思考的问题：`**  
> **局域网中的主机访问公网，将私有IP转换成公网IP，这个过程很容易，那么公网服务器的应答数据如何正确返回给对应的局域网路由器呢？因为不同局域网的路由器的私有可以相同（通常都是1号），公网服务器该如何正确找到“发送请求的主机”所在的局域网的路由器呢？**  
> **作用：**  
> `使得公网服务器返回的应答数据能正确找到对应的局域网路由器`  
> **原理：**  
> `使用IP+PORT机制，NAT路由器中转换表维护着这种关联关系`，如下：  
> 私有IP1+PORT1 -> 公网IP+PORT1  
> 私有IP2+PORT1 -> 公网IP+PORT2  
> 私有IP3+PORT1 -> 公网IP+PORT3

## NAT技术的缺陷 ##

> **①如果主机从未访问过公网服务器，那么服务器无法知道该主机的MAC地址**  
> **②转换表的生成和销毁都要额外的开销**  
> **③通信中一旦NAT设备异常，即使存在热备，所有的TCP连接也会断开**

[Linux]: https://blog.csdn.net/w_y_x_y/article/details/81189105
[70]: /images/20220520/b7a584bc2be24625b7de63d08156931d.png
[70 1]: /images/20220520/77ab0ec5db3048b19e441280726984b7.png
[70 2]: /images/20220520/2fbaa7cd27c64c63996db17a3d883d7e.png
[70 3]: /images/20220520/fc3f1b07fd1d4c8ca7499b3ec2f9ce15.png
[70 4]: /images/20220520/e23362ec5c9c4294b2dce1f0cfaa8169.png
[70 5]: /images/20220520/4a05fb6c6bd54aef8508aa6f282c227e.png
[ARP_.xmind]: https://pan.baidu.com/s/1YKKSDJ7wX2zlQXc700UJdg