5 網絡層----IP協議相關技術
5.1 DNS(域名解析協議)
5.1.1 域名服務器
域名是分層結構,域名服務器也是對應的層級結構。
有了域名結構,還需要有一個東西去解析域名,域名需要由遍及全世界的域名服務器去解析,域名服務器實際上就是裝有域名系統的主機。
由高向低進行層次劃分,可分為以下幾大類:
註:一個域名服務器所負責的範圍,或者說有管理權限的範圍,就稱為區
我們需要註意的是:
1. 每個層的域名上都有自己的域名服務器,最頂層的是根域名服務器
2. 每一級域名服務器都知道下級域名服務器的IP地址
3. 為了容災, 每一級至少設置兩個或以上的域名服務器
5.1.2 域名解析過程
(1) 輸入域名後, 先查找自己主機對應的域名服務器,域名服務器先查找自己的數據庫中的數據.
(2) 如果沒有, 就向上級域名服務器進行查找, 依次類推
(3) 最多回溯到根域名服務器, 肯定能找到這個域名的IP地址
(4) 域名服務器自身也會進行一些緩存, 把曾經訪問過的域名和對應的IP地址緩存起來, 可以加速查找過程
5.2 ARP(地址解析協議)
網絡層實現主機之間的通信,而鏈路層實現具體每段鏈路之間的通信。因此在通信過程中,IP 數據報的源地址和目的地址始終不變,而 MAC 地址隨著鏈路的改變而改變。
ARP 實現由 IP 地址得到 MAC 地址。
每個主機都有一個 ARP 高速緩存,裏面有本局域網上的各主機和路由器的 IP 地址到 MAC 地址的映射表。
如果主機 A 知道主機 B 的 IP 地址,但是 ARP 高速緩存中沒有該 IP 地址到 MAC 地址的映射,此時主機 A 通過廣播的方式發送 ARP 請求分組,主機 B 收到該請求後會發送 ARP 響應分組給主機 A 告知其 MAC 地址,隨後主機 A 向其高速緩存中寫入主機 B 的 IP 地址到 MAC 地址的映射。
RARP是將ARP反過來,從MAC地址定位IP地址的一種協議
5.3 ICMP(網際控制報文協議)
ICMP的主要功能包括,確認IP包是否成功送達目標地址,通知在發送的過程中IP包被遺棄的具體原因,改善網絡設置等。有了這些功能後,就可以獲得網絡是否正常、設置是夠有誤以及設備有何異常等信息,從而便於進行網絡上的問題診斷。
ICMP 報文分為差錯報告報文和詢問報文。
Ping:
Ping 是 ICMP 的一個重要應用,主要用來測試兩臺主機之間的連通性。
Ping 的原理是通過向目的主機發送 ICMP Echo 請求報文,目的主機收到之後會發送 Echo 回答報文。Ping 會根據時間和成功響應的次數估算出數據包往返時間以及丟包率。
Traceroute :
Traceroute 是 ICMP 的另一個應用,用來跟蹤一個分組從源點到終點經歷多少路由器。
Traceroute 發送的 IP 數據報封裝的是無法交付的 UDP 用戶數據報,並由目的主機發送終點不可達差錯報告報文。
- 源主機向目的主機發送一連串的 IP 數據報。第一個數據報 P1 的生存時間 TTL 設置為 1,當 P1 到達路徑上的第一個路由器 R1 時,R1 收下它並把 TTL 減 1,此時 TTL 等於 0,R1 就把 P1 丟棄,並向源主機發送一個 ICMP 時間超過差錯報告報文;
- 源主機接著發送第二個數據報 P2,並把 TTL 設置為 2。P2 先到達 R1,R1 收下後把 TTL 減 1 再轉發給 R2,R2 收下後也把 TTL 減 1,由於此時 TTL 等於 0,R2 就丟棄 P2,並向源主機發送一個 ICMP 時間超過差錯報文。
- 不斷執行這樣的步驟,直到最後一個數據報剛剛到達目的主機,主機不轉發數據報,也不把 TTL 值減 1。但是因為數據報封裝的是無法交付的 UDP,因此目的主機要向源主機發送 ICMP 終點不可達差錯報告報文。
- 之後源主機知道了到達目的主機所經過的路由器 IP 地址以及到達每個路由器的往返時間。
5.4 DHCP(動態主機設置協議)
使用DHCP之前,首先要架設一臺DHCP服務器。然後將DHCP所要分配的IP地址設置到服務器上。此外還要將相應的子網掩碼、路由控制信息以及DNS副武器的地址等設置到服務器上。
從DHCP中獲取IP地址的流程,主要分為兩個階段
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