网络课程的学习经验（arp相关）

     因为时间原因，所以好多课程多不能慢慢跟着老师慢慢学，这学期也有网络这门课。也是我考试准备的东西，于是就看了写。前一阵用两三天近半都读完了。至于记住了多少！？不知到，再说我看来，网络在我看来就是去理解网络这种环境模式，什么是ip、各种、协议、各连接层、作用关系之类。
    起初我看的时候，看着这还多协议。慢慢的越看越觉得，忘的越多。
最后慢慢就得好多都分离了。因为慢慢觉得疑惑多了，我想主要是一点不明白，但就因为这么一点，导致后面的分开了，书上也一直没有详细介绍，我觉得和好多问提类似，只因为几个基础上的问题弄得后面好多联系不起来。在次我发帖，，写给那些苦于不懂网络的怎么学得，感觉网络枯燥的认识。注意这是基础，入门的。。那些协议  路由关系  还是要好好看得。最还是先看那些枯燥的东西，慢慢的在困惑中就知道什么不懂了，才能跟好理解下面的东西。

（昨天上课是手机搜的。今天转换为电脑发给大家。）

数据包是如何在网络中传输的《有意思的一篇一段网络传输》

我们电脑上的数据，是如何“走”到远端的另一台电脑的呢？这是个最基础的问题，可能很多人回答不上来，尽管我们每天都在使用网络。

    这里我们以一个最简单的“ping”命令，来解释一个数据包“旅程”。

    假设：我的电脑A，向远在外地的朋友电脑B传输数据，最简单的就是“ping”一下，看看这个家伙的那一端网络通不通。A与B之间只有一台路由器。（路由器可能放在学校，社区或者电信机房，无所谓，基本原理是一样的）

具体过程如下------

    1．“ping”命令所产生的数据包，我们归类为ICMP协议。说白了就是向目的地发送一个数据包，然后等待回应，如果回应正常则目的地的网络就是通的。当我们输入了“ping”命令之后，我们的机器（电脑A）就生成了一个包含ICMP协议域的数据包，姑且称之为“小德”吧~~~~

    2．“小德”已经将ICMP协议打包到数据段里了，可是还不能发送，因为一个数据要想向外面传送，还得经过“有关部门”的批准------IP协议。IP 要将你的“写信人地址”和“收信人地址”写到数据段上面，即：将数据的源IP地址和目的IP地址分别打包在“小德”的头部和尾部，这样一来，大家才知道你的数据是要送到哪里。

    3．准备工作还没有完。接下来还有部门要审核------ARP。ARP属于数据链路层协议，主要负责把IP地址对应到硬件地址。直接说吧，都怪交换机太 “傻”，不能根据IP地址直接找到相应的计算机，只能根据硬件地址来找。于是，交换机就经常保留一张IP地址与硬件地址的对应表以便其查找目的地。而 ARP就是用来生成这张表的。比如：当“小德”被送到ARP手里之后，ARP就要在表里面查找，看看“小德”的IP地址与交换机的哪个端口对应，然后转发过去。如果没找到，则发一个广播给所有其他的交换机端口，问这是谁的IP地址，如果有人回答，就转发给它。

    4．经过一番折腾，“小德”终于要走出这个倒霉的局域网了。可在此之前，它们还没忘给“小德”屁股后面盖个“戳”，说是什么CRC校验值，怕“小德”在旅行途中缺胳膊少腿，还得麻烦它们重新发送。。。。。我靠~~~~注：很多人弄不清FCS和CRC。所谓的CRC是一种校验方法，用来确保数据在传输过程中不会丢包，损坏等等，FCS是数据包（准确的说是frame）里的一个区域，用来存放CRC的计算结果的。到了目的地之后，目的计算机要检查FCS里的 CRC值，如果与原来的相同，则说明数据在途中没有损坏。

    5．在走出去之前，那些家伙最后折磨了一次“小德”------把小德身上众多的0和1，弄成了什么“高电压”“低电压”，在双绞线上传送了出去。晕~~出趟门就这么麻烦吗？

    6．坐着双绞线旅游，爽！可当看到很多人坐着同轴电缆，还有坐光纤的时候，小德又感觉不是那么爽了。就在这时，来到了旅途的中转站------路由器。这地方可是高级场所，人家直接查看IP地址！剩下的一概不管，交给下面的人去做。够牛吧？路由器的内部也有一张表，叫做路由表，里面标识着哪一个网络的IP 对应着路由器的哪一个端口。这个表也不是天生就有的，而是靠路由器之间互相“学习”之后生成的，当然也可以由管理员手工设定。这个“学习”的过程是依靠路由协议来完成的，比如RIP，EIGRP，OSPF等等。

    7．当路由器查看了“小德”的IP地址以后，根据路由表知道了小德要去的网络，接着就把小德转到了相应的端口了。至此，路由器的主要工作完成，下面又是打包，封装成frame，转换成电压信号等一系列“折腾”的活，就由数据链路层和物理层的模块去干吧。

    8．小德从路由器的出口出来，便来到了目的地----电脑B----所属的网络的默认网关。默认网关可以是路由器的一个端口，也可以是局域网里的各种服务器。不管怎样，下面的过程还是一样的：到交换机里的ARP表查询“小德”的IP地址，看看属于哪个局域网段或端口，然后就转发到B了。

    9．进了B的网卡之后，还要层层“剥皮”，基本上和从A出来的程序是一样的------电脑B先校验一下CRC值，看看数据是否完整；然后检查一下 frame的封装，看到是IP协议之后，就把“小德”交给IP“部门”了；IP协议一看目的地址，正确，再看看应用协议，是ICMP。于是知道了该怎么做了------产生一个回应数据包，（可以命名为“回应小德”），并准备以同样的顺序向远端的A发送。。至于刚刚收到的那个数据包就丢弃了。

    10．“回应小德”这个数据包又开始了上述同样的循环，只不过这次发送者是B而接收者是A了。

    以上是一个最简单的路由过程，任何复杂的网络都是在次基础之上实现的。

求数据在网络中传输的具体过程

不管网络有多复杂，pc1根据你所设置的网关（或者自动获取的）ip，用arp获取到网关的mac地址（命令提示符下，arp -a查看）。 网关本身有路由功能，也就是说如果他学习到了pc2所在网段的路由，那么它会将ip包根据路由表交给下一跳；否则他就将ip包交给默认路由（一般交换机都需要有此项设置，如果某个ip包的目的ip，不在路由表当中，那么就交给默认路由中的下一跳来处理，默认路由一般格式 ip route 0.0.0.0/0 下一跳ip ）。 只要出了网关，在各个路由之间传递的都是ip包，ip包中的原ip/目的ip永远不会变，但是原mac地址在每一个经过的路由器中，都会用此路由接口的mac地址重新封装。 pc1应用数据，在本地的被分段封装在ip包中，查询路由器r1的mac地址，然后交给二层，用本机的mac地址为源，组装成贞，交给r1，在r1处，重新用r1的mac地址重新封装后，交给ip层，经过n次路由后，交给pc2侧的路由器，然后查询pc2的mac地址后，交给pc2……
ARP协议是怎样在网络中实现数据包传输的

你知道，数据包在局域网上是怎么传输的吗？是靠什么来传输的吗？也许你会说是靠IP地址，那么你只正确了一半。其实真正在传输过程中是靠计算机的网卡地址即MAC来传输。

有两台计算机A(IP:192.168.85.1 MAC:AA-AA-AA-AA-AA-AA)、B(IP:192.168.85.100 MAC:BB-BB-BB-BB-BB-BB)。
现在用A去ping B：

看见Reply from 192.168.85.100: bytes=32 time<10ms TTL=32 这样的信息。
然后在命令行中输入 arp -a，会看见192.168.85.100 BB-BB-BB-BB-BB-BB dynamic这样的信息。

这就是arp高速缓存中IP地址和MAC地址的一个映射关系，在以太网中，数据传递靠的是MAC，而并不是IP地址。其实在这背后就隐藏着arp的秘密。

你一定会问，网络上这么多计算机，A是怎么找到B的？那么我们就来分析一下细节。

首先A并不知道B在哪里，那么A首先就会发一个广播的ARP请求，即目的MAC为FF-FF-FF- FF-FF-FF,目的IP为B的192.168.85.100，再带上自己的源IP，和源MAC。

那么这个网段上的所有计算机都会接收到来自A的ARP请求，由于每台计算机都有自己唯一的MAC和IP，那么它会分析目的IP即192.168.85.100是不是自己的IP？

如果不是，网卡会自动丢弃数据包。如果B接收到了，经过分析，目的IP是自己的，于是更新自己的ARP高速缓存，记录下A的IP和MAC。然后B就会回应A一个ARP应答，就是把A的源IP，源MAC变成现在目的IP，和目的MAC，再带上自己的源IP，源MAC，发送给A。

当A机接收到ARP应答后，更新自己的ARP高速缓存，即把arp应答中的B机的源IP，源MAC的映射关系记录在高速缓存中。那么现在A机中有B的MAC和IP，B机中也有A的MAC和IP。arp请求和应答过程就结束了。

由于arp高速缓存是会定时自动更新的，在没有静态绑定的情况下，IP和MAC的映射关系会随时间流逝自动消失。在以后的通信中，A在和B通信时，会首先察看arp高速缓存中有没有B的IP和MAC的映射关系，如果有，就直接取得MAC地址，如果没有就再发一次ARP请求的广播，B再应答即重复上面动作。

atm网如何传送ip数据包

进入你的路由器管理界面，应该有一个选项是来进行上网接入方式设置的，在里面选择固定IP接入方式，填入电信给的IP、DNS、网关后应该就可以同时上网了。
如果还是不行的话，可以把你当初申请宽带时候的那台计算机的网卡Mac地址克隆到路由器上面，具体设置方法可以参看你的路由器附带的安装指南，里面应该有。
1》什么是路由器
路由器是一种连接多个网络或网段的网络设备，它能将不同网络或网段之间的数据信息进行“翻译”，以使它们能够相互“读”懂对方的数据，从而构成一个更大的网络。

路由器有两大典型功能，即数据通道功能和控制功能。数据通道功能包括转发决定、背板转发以及输出链路调度等，一般由特定的硬件来完成；控制功能一般用软件来实现，包括与相邻路由器之间的信息交换、系统配置、系统管理等。

多少年来，路由器的发展有起有伏。90年代中期，传统路由器成为制约因特网发展的瓶颈。ATM交换机取而代之，成为IP骨干网的核心，路由器变成了配角。进入90年代末期，Internet规模进一步扩大，流量每半年翻一番，ATM网又成为瓶颈，路由器东山再起，Gbps路由交换机在1997年面世后，人们又开始以Gbps路由交换机取代ATM交换机，架构以路由器为核心的骨干网。
2》路由器的原理与作用
路由器是一种典型的网络层设备。它是两个局域网之间接帧传输数据，在OSI／RM之中被称之为中介系统，完成网络层中继或第三层中继的任务。路由器负责在两个局域网的网络层间接帧传输数据，转发帧时需要改变帧中的地址。

一、原理与作用

路由器（Router）是用于连接多个逻辑上分开的网络，所谓逻辑网络是代表一个单独的网络或者一个子网。当数据从一个子网传输到另一个子网时，可通过路由器来完成。因此，路由器具有判断网络地址和选择路径的功能，它能在多网络互联环境中，建立灵活的连接，可用完全不同的数据分组和介质访问方法连接各种子网，路由器只接受源站或其他路由器的信息，属网络层的一种互联设备。它不关心各子网使用的硬件设备，但要求运行与网络层协议相一致的软件。路由器分本地路由器和远程路由器，本地路由器是用来连接网络传输介质的，如光纤、同轴电缆、双绞线；远程路由器是用来连接远程传输介质，并要求相应的设备，如电话线要配调制解调器，无线要通过无线接收机、发射机。

一般说来，异种网络互联与多个子网互联都应采用路由器来完成。

路由器的主要工作就是为经过路由器的每个数据帧寻找一条最佳传输路径，并将该数据有效地传送到目的站点。由此可见，选择最佳路径的策略即路由算法是路由器的关键所在。为了完成这项工作，在路由器中保存着各种传输路径的相关数据——路径表（Routing Table），供路由选择；时使用。路径表中保存着子网的标志信息、网上路由器的个数和下一个路由器的名字等内容。路径表可以是由系统管理员固定设置好的，也可以由系统动态修改，可以由路由器自动调整，也可以由主机控制。

1．静态路径表
　　由系统管理员事先设置好固定的路径表称之为静态（static）路径表，一般是在系统安装时就根据网络的配置情况预先设定的，它不会随未来网络结构的改变而改变。

2．动态路径表
　　动态（Dynamic）路径表是路由器根据网络系统的运行情况而自动调整的路径表。路由器根据路由选择协议（Routing Protocol）提供的功能，自动学习和记忆网络运行情况，在需要时自动计算数据传输的最佳路径。

二、路由器的优缺点

1．优点
适用于大规模的网络；
复杂的网络拓扑结构，负载共享和最优路径；
能更好地处理多媒体；
安全性高；
隔离不需要的通信量；
节省局域网的频宽；
减少主机负担。

2．缺点
它不支持非路由协议；
安装复杂；
价格高。

三、路由器的功能

（1）在网络间截获发送到远地网段的报文，起转发的作用。

（2）选择最合理的路由，引导通信。为了实现这一功能，路由器要按照某种路由通信协议，查找路由表，路由表中列出整个互联网络中包含的各个节点，以及节点间的路径情况和与它们相联系的传输费用。如果到特定的节点有一条以上路径，则基于预先确定的准则选择最优（最经济）的路径。由于各种网络段和其相互连接情况可能发生变化，因此路由情况的信息需要及时更新，这是由所使用的路由信息协议规定的定时更新或者按变化情况更新来完成。网络中的每个路由器按照这一规则动态地更新它所保持的路由表，以便保持有效的路由信息。

（3）路由器在转发报文的过程中，为了便于在网络间传送报文，按照预定的规则把大的数据包分解成适当大小的数据包，到达目的地后再把分解的数据包包装成原有形式。

（4）多协议的路由器可以连接使用不同通信协议的网络段，作为不同通信协议网络段通信连接的平台。

（5）路由器的主要任务是把通信引导到目的地网络，然后到达特定的节点站地址。后一个功能是通过网络地址分解完成的。例如，把网络地址部分的分配指定成网络、子网和区域的一组节点，其余的用来指明子网中的特别站。分层寻址允许路由器对有很多个节点站的网络存储寻址信息。

在广域网范围内的路由器按其转发报文的性能可以分为两种类型，即中间节点路由器和边界路由器。尽管在不断改进的各种路由协议中，对这两类路由器所使用的名称可能有很大的差别，但所发挥的作用却是一样的。

中间节点路由器在网络中传输时，提供报文的存储和转发。同时根据当前的路由表所保持的路由信息情况，选择最好的路径传送报文。由多个互连的LAN组成的公司或企业网络一侧和外界广域网相连接的路由器，就是这个企业网络的边界路由器。它从外部广域网收集向本企业网络寻址的信息，转发到企业网络中有关的网络段；另一方面集中企业网络中各个LAN段向外部广域网发送的报文，对相关的报文确定最好的传输路径。

我们通过一个例子来说明路由器工作原理。

例：工作站A需要向工作站B传送信息（并假定工作站B的IP地址为120.0.5），它们之间需要通过多个路由器的接力传递。

其工作原理如下：
　　（1）工作站A将工作站B的地址120.0.5连同数据信息以数据帧的形式发送给路由器1。
　　（2）路由器1收到工作站A的数据帧后，先从报头中取出地址120.0.5，并根据路径表计算出发往工作站B的最佳路径：R1-&gt;R2-&gt;R5-&gt;B；并将数据帧发往路由器2。
　　（3）路由器2重复路由器1的工作，并将数据帧转发给路由器5。
　　（4）路由器5同样取出目的地址，发现120.0.5就在该路由器所连接的网段上，于是将该数据帧直接交给工作站B。
　　（5）工作站B收到工作站A的数据帧，一次通信过程宣告结束。

事实上，路由器除了上述的路由选择这一主要功能外，还具有网络流量控制功能。有的路由器仅支持单一协议，但大部分路由器可以支持多种协议的传输，即多协议路由器。由于每一种协议都有自己的规则，要在一个路由器中完成多种协议的算法，势必会降低路由器的性能。因此，我们以为，支持多协议的路由器性能相对较低。用户购买路由器时，需要根据自己的实际情况，选择自己需要的网络协议的路由器。

近年来出现了交换路由器产品，从本质上来说它不是什么新技术，而是为了提高通信能力，把交换机的原理组合到路由器中，使数据传输能力更快、更好。
3》接入路由器的几种选择
王术敏

本期的主题是探讨局域网搭建之后如何接入Internet的问题。

虚拟场景为：一主干为百兆的以太网，数据点为200个。出于工作的需求，公司拟采用DDN专线方式接入Internet，同时采用ISDN或帧中继作为备份线路。

这是一个中小型网络，用户数量不多，如何以合适的产品达到用户的需求是我们需要解决的问题。随着互联网时代的到来，仅搭建内部局域网已经不能满足众多企业的工作需求，有更多的用户需要在Internet上发布信息，或进行信息检索，将企业内部网接入Internet成为当前系统集成中常常碰到的工作项目之一。本期虚拟的是较为常见的环境，之所以如此设定这样一个典型场境，因为这是当前网络建设的一个重要增长点：中小企业网。

我们都知道 Internet（因特网）是当今世界上最大的国际性计算机广域网。其中包含不同的局域网类型。局域网接入广域网有很多方式，如普通电话拨号、卫星线路和数字网络等。而当计算机局域网与广域网要通过数字数据通信网（例如DDN、X.25、ISDN、帧中继等）进行互连时，通常采用路由器来实现。路由器是最重要的网络互连设备之一，它工作在网络层，用于互连不同类型的网络，使用路由器互连网络的最大特点是：各互连子网仍保持各自独立，每个子网可以采用不同的拓扑结构、传输介质和网络协议，网络结构层次分明。路由器的作用是在源节点和目的节点之间为数据交换选择路由，它提供了各种网络协议，路由器的功能主要有以下几种：(1)网络互连，路由器支持各种局域网和广域网接口，主要用于互连局域网和广域网；(2)数据处理，提供包括分组过滤、分组转发、优先级、复用、加密、压缩和防火墙等功能；(3)网络管理，路由器提供包括配置管理、性能管理、容错管理和流量控制等功能。

网络中集线器交换机路由器它们之间有什么区别啊?

问：什么是网关？ ——答：网关是网络连接设备的重要组成部分，它不仅具有路由的功能，而且能在两个不同的协议集之间进行转换，从而使不同的网络之间进行互联。例如：一个Net-ware局域网通过网关可以访问IBM的SNA网络，这样使用IPX协议的PC就可和SNA网络上的IBM主机进行通信。 问：什么是交换机？ ——答：交换机也叫交换式集线器，它通过对信息进行重新生成，并经过内部处理后转发至指定端口，具备自动寻址能力和交换作用，由于交换机根据所传递信息包的目的地址，将每一信息包独立地从源端口送至目的端口，避免了和其他端口发生碰撞，因此，交换机可以同时互不影响的传送这些信息包，并防止传输碰撞，提高了网络的实际吞吐量。 问：什么是路由器？ ——答：路由器（Router）是网络连接设备的重要组成部分，它相对网桥提供了一个更高层次的LAN互联。路由器能根据分组类型过滤和选择路由，支持在LAN段之间有多个链路的网络，当某个链路损坏时，可选择其他路由以及根据网络通信的情况决定路由。 问：什么是级联？ ——答：级联是通过双绞线把需要级联的设备通过级联端口相连接，从而达到增加同一网络端口数目的方法。 问：什么是集线器？ ——答：集线器是对网络进行集中管理的最小单元，它只是一个信号放大和中转的设备，不具备自动寻址能力和交换作用，由于所有传到集线器的数据均被广播到与之相连的各个端口，因而容易形成数据堵塞。 问：什么是服务器？ ——答：服务器是指具有固定的地址，并为网络用户提供服务的节点，它是实现资源共享的重要组成部分，服务器主要有网络服务器、打印服务器、终端服务器、磁盘服务器和文件服务器等。 问：什么是工作站？ ——答：工作站是一种高档的微型计算机，通常配有高分辨率的大屏幕显示器及容量很大的内存储器和外部存储器，并且具有较强的信息处理功能和高性能的图形、图像处理功能以及联网功能。 问：什么是MAC地址？ ——答：MAC地址一般是一个12位的十六进制地址，用于标识网卡，一般来说，每块网卡的MAC地址是唯一的。