网络协议 - 网络基础知识

本文主要介绍现实中的网络和IP分配的相关知识。

#网络基础知识

网络
- 互联网
  - 多个网络连接起来
- 因特网
  - 全世界最大的互联网是：因特网（Internet）
  - 将全世界所有的计算机都连接在一起
  - 一般使用大写 I 开头的 Internet 特指因特网
  - 上不了网，其实就是指：电脑没有连接到因特网。
ISP（Internet Service Provider），Internet 服务提供商，比如移动、电信。
局域网（ Local Area Network, LAN ）
- 一般是范围在几百米到十几公里内的计算机所构成的计算机网络
- 局域网中使用最广泛的网络技术叫：以太网（ Ethernet）
- 在电脑、手机上经常见到的一个英文 WLAN（Wireless LAN ），意思是无线局域网
城域网（Metropolitan Area Network，MAN）
- 一般范围是数十公里到数百公里，可以覆盖一个城市
广域网（Wide Area Network，WAN）
- 一般范围是几百公里到几千公里，可以覆盖一个国家。通常都需要租通用 ISP 的线路
常见接口（FastEthernet、GigabitEthernet、Serial）
- FastEthernet —— 快速以太网接口（100M）
- GigabitEthernet —— 千兆以太网接口（1000M）
- Serial —— 串行接口
上网方式（电话线入户、光纤入户、网线入户、无线路由器）
- ADSL电话拨号上网（Asymmetric Digital Subscriber Line ）
  - 非对称数字用户线路，提供上、下行不对称的传输带宽
- 猫（ Modem），调制解调器，进行数字信号和模拟信号的转换
- 光猫（ Optical Modem），光调制解调器，进行数字信号和光信号的转换
家用无线路由器的逻辑结构

公网 IP、私网IP
- 公网IP
  - Internet上的路由器只有到达公网的路由表，没有到达私网的路由表
  - 公网IP是由因特网信息中心（Internet Network Information Center, Inter NIC ）统一分配和管理
  - ISP 需要向 Inter NIC 申请公网IP
- 私网IP
  - 私网IP（Private）主要用于局域网。下面是保留的私网网段
  - A类：10.0.0.0/8，1个A类网络
  - B类：172.16.0.0/16 ~ 172.31.0.0/16，16个B类网络
  - C类：192.168.0.0/24 ~ 192.168.255.0/24，256个C类网络
NAT（Network Address Translation）
- 私网IP访问Internet需要进行NAT转换为公网IP，这一步由路由器完成。
- 只有路由器或者防火墙才能完成NAT的功能。
- NAT优点
  - 节约公网IP资源
  - 隐藏内部真实IP
- NAT的分类
  - 静态转换
    - 需要手动配置NAT映射表
    - 一（源IP）对一（公网IP）转换
  - 动态转换
    - 定义外部地址池
    - 一对一转换
- 端口地址转换PAT(Port Address Translation)
  - 采用多对一转换，最大程度节省了公网IP资源
  - 采用端口多复用的方式，用端口号表示不同数据流
  - PAT(（Port Address Translation）)是目前运用最广泛的实现方式
  - 举例: （客户端端口是随机生成的）
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    192.168.1.10:3375 -> 200.100.1.10:3375
    192.168.1.11:5579 -> 200.100.1.10:5579
    192.168.1.12:7474 -> 200.100.1.10:7474
    192.168.1.13:7474 -> 200.100.1.10:8999