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文章目錄
- 其他重要協議或技術
- 1.DNS
- 2.ICMP協議
- 3.NAT技術
- 4.代理服務器
其他重要協議或技術
1.DNS
什么是DNS？
DNS（域名解析系統）是互聯網的“電話簿”。它的作用是將人們易于記憶的域名（比如www.baidu.com）轉換為計算機可以識別的IP地址，從而實現網絡通信。
DNS的工作原理
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用戶輸入域名
用戶在瀏覽器中輸入一個網址（如 www.baidu.com）。
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本地DNS緩存查詢
操作系統會先檢查本地是否有該域名的IP地址緩存。如果有，直接返回IP地址。
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遞歸查詢
如果本地沒有緩存，系統會向本地DNS服務器（通常由網絡運營商提供）發起查詢請求。
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本地DNS服務器查詢
- 本地DNS服務器先查找自己的緩存。
- 如果沒有，再向根DNS服務器發起請求。
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根DNS服務器
根服務器告訴本地DNS服務器，負責該頂級域（如.com、.cn）的頂級域名服務器（TLD）的地址。
-
頂級域名服務器（TLD）
TLD服務器告訴本地DNS服務器，負責該具體域名（如baidu.com）的權威DNS服務器的地址。
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權威DNS服務器
權威DNS服務器返回該域名對應的IP地址。
-
返回結果
本地DNS服務器將IP地址返回給用戶的電腦，電腦再與目標服務器建立連接。
DNS解析的類型
- 正向解析：域名->IP地址（最常見）；
- 反向解析：IP地址->域名;
DNS的層級結構
- 根域（Root）：全球只有13組根服務器，負責頂級域的管理；
- 頂級域（TLD）：比如.com，.net，.cn等；
- 二級域：比如baidu.com中的baidu；
- 子域：比如www.baidu.com中的www；
2.ICMP協議
ICMP是一個網絡層協議
一個新搭建好的網絡，往往需要先進行一個簡單的測試，來驗證網絡是否通暢；但是IP協議并不提供可靠傳輸；如果丟包了，IP協議并不能通知傳輸層是否丟包以及丟包的原因。
而ICMP正是提供這種功能的協議；ICMP主要功能包括：
- 確認IP包是否成功達到目標地址；
- 通知在發送過程中IP包被丟棄的原因；
- ICMP也是基于IP協議工作的，但是他并不是傳輸層的功能，因此人們仍然把它歸結為網絡層協議；
- ICMP只能搭配IPv4使用，如果是IPv6的請求下，需要使用ICMPv6;
ping命令
基于ICMP協議實現的，可以驗證網絡的連通性。
- 注意，此處ping的是域名，而不是URL，一個域名可以通過DNS解析成IP地址；
- ping命令不光能驗證網絡的連通性，同時也會統計響應時間和TTL（IP包的生存周期）；
- ping命令會發送一個
ICMP Echo Request給對端；- 對端接收到之后，會返回一個
ICMP Echo Reply；
問題：telnet的端口號是23，ssh的端口號是22，那ping的端口號是多少？
ping沒有端口號；因為端口號是TCP或UDP協議用來區分上層的不同應用進程的，屬于傳輸層協議的概念，telnet和ssh都是基于TCP協議的應用層服務，所以有端口號；而ping命令是基于網絡層的ICMP協議實現的，并不使用端口號，它實際上是向目標主機發送回顯請求報文（
ICMP Echo Request），對方收到之后回復回顯應答報文（ICMP Echo Reply）。ping命令無法指定端口號，只能測試目標主機的網絡連通性，而不能測試某個具體服務是否可用。
traceroute命令
也是基于ICMP協議實現，能夠打印出可執行程序主機，一直到目標主機之前經歷多少路由器。
3.NAT技術
1.NAT技術背景
之前講解網絡層時提到過IPv4協議中，IP地址數量不充足的問題；而NAT技術是當前解決IP地址不夠用的主要手段，是路由器的一個重要功能。
NAT能夠講私有IP對外通信時轉換為公網IP，也就是一種將私有IP和公網IP相互轉換的技術方法；
很多學校，家庭，公司內部采用每個終端設置私用IP，而在路由器或必要的服務器上設置公網IP；
公網IP要求唯一性，但是私有IP只在同一局域網中要求唯一性，在不同的局域網中出現相同的私有IP是完全不影響的。
2.NAT IP轉換過程
- NAT路由器將源地址從
10.0.0.10替換成公網IP202.244.174.27；- NAT路由器收到外部的數據時，又會把目標IP從
202.244.174.47替換成10.0.010；- 在NAT路由器內部，有一張自動生成，用于地址轉換的表；
- 當
10.0.0.0第一次向163.221.120.9發送數據時就會生成表中的映射關系；
3.NAPT
但是這里就有個疑問了：
假設局域網中有3臺主機，IP分別為A，B，C；他們通過同一個路由器（NAT設備）訪問同一個公網服務器；路由器只有一個公網IP；所以服務器的應答包返回時，都是先發給這個公網IP對應的路由器，那路由器如何知道這些應答包應該轉發給A，B，C中的哪一個呢？
所以這里要講解一個關鍵點：
NAT設備不僅僅轉化IP地址，還會轉化端口號，這就是端口地址轉化技術，也叫NAPT。
具體過程如下
內網主機發起連接
- A主機
10.0.0.10:1025->服務器163.221.120.9:80- B主機
10.0.0.11:1025->服務器163.221.120.9:80- C主機
10.0.0.12:1025->服務器163.221.120.9:80NAT設備轉化內
路由器將每個連接的源IP和源端口號，轉換為自己的公網IP和唯一的端口號，并建立映射表。
10.0.0.10:1025—>202.244.174.37:102510.0.0.11:1025—>202.244.174.37:102610.0.0.12:1025—>202.244.174.37:1027服務器應答
- 服務器收到請求后，回復數據包到路由器
NAT設備查表轉發
路由器收到應答包后，根據端口號查找映射表：
202.244.174.37:1025—>10.0.0.10:1025202.244.174.37:1026—>10.0.0.11:1025202.244.174.37:1027—>10.0.0.12:1025然后將數據包轉發給對應的內網主機；
一個注意點：
路由器收到來自內網主機的數據包時，會為每個連接分配一個唯一的公網端口號；這個公網端口號不是用來區分路由器上的不同應用進程的（端口號在主機上的作用），而是用來在NAT轉換表中區分不同的連接，即區分不同的內網主機和它們的會話，（端口號在路由器上的作用）。
4.代理服務器
1.什么是代理服務器？
代理服務器是一種位于客戶端和目標服務器之間的中間服務器。客戶端通過代理服務器訪問目標資源，代理服務器會轉發請求并返回結果。
代理服務器的作用包括：隱藏真實IP，訪問受限資源，緩存加速，負載均衡，安全防護。
2.正向代理
- 定義：
正向代理是指客戶端知道目標服務器的地址，但不能直接訪問，需要通過代理服務器“代為”訪問。
代理服務器位于客戶端和目標服務器之間，代表客戶端向外部發起請求。
- 典型應用場景
- 訪問被屏蔽的網站（比如翻墻）；
- 隱藏客戶端真實IP；
- 突破內網訪問限制；
- 例子：學校里的正向代理服務器
場景描述：
學校內部網絡處于安全或管理原因，禁止學生電腦直接訪問外網。學校部署了一臺代理服務器，所有學生上網時，必須先把請求發給這臺代理服務器，由它去訪問外網，再把結果返回給學生。
說明：
- 學生電腦配置了代理服務器的地址；
- 代理服務器收到請求后，代表學生去訪問外網；
- 外網服務器看到的請求來源是學校代理服務器的IP，而不是學生的真實IP；
3.反向代理
- 定義
反向代理是指客戶端并不知道目標服務器的真實地址，只知道代理服務器的地址。
代理服務器位于外部網絡和內部服務器之間，代表內部服務器接收外部請求，并將請求轉發到后端服務器。
-
典型應用場景
- 負載均衡（分布請求到多臺后端服務器）；
- 安全防護（隱藏真實服務器IP，防止攻擊）；
- 緩存加速（代理服務器緩存靜態資源）；
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例子：公司里的負載均衡反向代理服務器
場景描述：
公司有多個Web服務器對外提供服務，如果公司里所有用戶都只訪問某些個服務器，就會導致其余服務器一直處于閑置狀態，分布不均衡；所以為了提升性能和可靠新，公司在外網部署了一臺負載均衡服務器，所有用戶訪問公司網站時，先訪問負載均衡服務器，由它根據負載情況把請求分布到后端的某一臺服務器上。
說明：
- 用戶只知道負載均衡服務器的IP，不知道后端Web服務器的真實IP；
- 負載均衡服務器根據策略把請求轉發到不同的Web服務器；
- 后端服務器的安全性和可用性都得到了提升；
以上就是關于網絡中其他重要的協議和技術的講解，如果哪里有錯的話，可以在評論區指正，也歡迎大家一起討論學習，如果對你的學習有幫助的話，點點贊關注支持一下吧！！！
