网络协议(三):路由器原理及数据包传输过程

有时候,不是因为你没有能力,也不是因为你缺少勇气,只是因为你付出的努力还太少,所以,成功便不会走向你。而你所需要做的,就是坚定你的梦想,你的目标,你的未来,然后以不达目的誓不罢休的那股劲,去付出你的努力,成功就会慢慢向你靠近。

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网络协议系列文章

网络协议(一):基本概念、计算机之间的连接方式

网络协议(二):MAC地址、IP地址、子网掩码、子网和超网

网络协议(三):路由器原理及数据包传输过程

网络协议(四):网络分类、ISP、上网方式、公网私网、NAT

网络协议(五):网络互联模型、物理层、数据链路层

网络协议(六):网络层(版本、首部长度、区分服务、总长度、 标识、标志、片偏移生存时间、协议、首部校验和)

网络协议(七):传输层-UDP

网络协议(八):传输层-TCP(可靠性传输、拥塞控制、建立连接-三次握手、释放连接-四次挥手)

网络协议(九):应用层(域名、DNS、DHCP)

网络协议(十):HTTP(报文格式、请求方法、头部字段、状态码、跨域)

网络协议(十一):单向散列函数、对称加密、非对称加密、混合密码系统、数字签名、证书

网络协议(十二):HTTPS(SSL/TLS、TLS1.2的连接)

网络协议(十三):HTTP/1.1的升级改进(HTTP/2、HTTP/3)

网络协议(十四):WebSocket、WebService、RESTful、IPv6、网络爬虫、HTTP缓存


一、路由

  • 不同网段之间转发数据,需要有路由器的支持
  • 默认情况下,路由器只知道跟它直连的网段,非直连的网段需要通过静态路由、动态路由告诉它
  • 静态路由
    • 管理员手动添加路由信息
    • 适用于小规模网络
  • 动态路由
    • 路由器通过路由选择协议(比如RIP、OSPF)自动获取路由信息
    • 适用于大规模网络
  • 路由器添加其他网段和路由信息(路由表)实现不同网段转发数据
  • 路由表包括
    • 可以配置多个ip+子网掩码,可以转发不同的网段
    • 下一跳:路由器ip,如果在配置的ip中找不到,则去下一个路由器找
  • 路由器和直连的计算机是同一个网段,路由器和路由器之间也是同一个网段
  • 每个网段连接路由器串口都会对应一个ip地址

练习一:让4台主机之间可以互相通信(静态路由)

在这里插入图片描述

路由器0配置路由表:

  • 方式一:特定主机路由
  • 子网掩码4个255,表示精准路由ip,只能找配置ip
  • 下一跳则是路由器1的ip地址,没有子网掩码是因为路由器0和1肯定是同一网段,子网掩码一样

在这里插入图片描述

  • 方式二:网络路由
  • 子网掩码3个255,表示ip地址匹配前三位即可

在这里插入图片描述

  • 方式三:汇总路由
  • 子网掩码2个255,表示ip地址匹配前二位即可

在这里插入图片描述

  • 子网掩码1个255,表示ip地址匹配第一位即可

在这里插入图片描述

  • 方式四:默认路由
  • 找不到匹配的路由,则走默认路由

在这里插入图片描述

  • 无论哪种方式,下一跳都是另一个路由器的ip地址

路由器1配置路由表:

  • ip为192.168.1.10和192.168.2.10
  • 下一跳为194.170.1.1
  • 原理与路由器0一样

练习二:让4台主机之间可以互相通信(静态路由)

在这里插入图片描述

  • 路由器0
  • 如果按照一般配置路由表方式,需要添加计算机1、计算机2、计算机3共三个网段的ip,下一跳都是路由器1的ip
  • 简单方式则是,配置一个默认路由1即可

在这里插入图片描述

  • 路由器1
  • 左边只需要配置路由0的路由,右边有多个,则用默认路由指向路由器2最简单

在这里插入图片描述

  • 路由器2
  • 原理与路由器1一样

在这里插入图片描述

  • 路由器3
  • 原理与路由器0一样

在这里插入图片描述

二、数据包的传输过程

  • 这里仅仅是简述一下数据包的传输过程,后面详细学到网络分层时,会再次详细讲解数据包的传输过程
  • 源IP、目标IP 没有变过;源MAC、目标MAC 一直在变

在这里插入图片描述

  • 源ip和目标ip首次通信会通过arp广播获取对方的mac地址
  • 所以即使A发送包到F,那么目标ip也是路由器0的m0ip,因为他们属于同一个网段,可以arp广播,A到F跨网段不能arp广播
  • 最终ip换了两次,从A到M0,从M1到M2,从M3到目标F的ip

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