网络技术-数据转发过程

前言

TCP/IP协议簇和底层协议配合，保证了数据能够实现端到端的传输。数据传输过程是一个非常复杂的过程，例如数据在转发的过程中会进行一系列的封装和解封装。对于网络工程师来说，只有深入地了解了数据再各种不同设备上的转发过程，才能对网络进行正确的分析和检测。

 

网关：

网关(Gateway)的概念与作用如下：

• 位于不同网络间的主机要实现通讯，必须把数据包装发给网关
  • 最典型的例子：不同局域网之间要通讯，就必须经过网关
• 网关通常就是一台三层网络设备
  • 路由器、三层交换机、防火墙、服务器
• 网关地址就是三层设备的接口地址
  • 例如PC接入了一台路由器，那么PC的网关即是路由器的IPv4地址，这时候网关实际上就是这台PC的缺省路由

数据包在发送的时候，进行判断是否在同一网段

不同网段的主机，通过路由器进行通讯

 

数据转发过程：

假设：主机A访问主机B的HTTP服务

因此主机A输入主机B的域名，然后先封装自己的包：HTTP -> TCP -> IP(发现目标IP未知，因为需要DNS解析)

由于主机A发现自己并不清楚对方的IP地址，那么封装被回滚，因为主机A是使用域名对主机B进行访问，因此主机A这时候打算先询问DNS服务器，让DNS服务器解析这条域名

主机A开始向DNS服务器发送包，主机A又一次封装了自己的包：DNS -> UDP ->  IP(DNS服务器IP，此时发现DNS服务器与主机A不在同一网段，需要网关) -> 以太网封装(网关的MAC)

网关收到了主机A发过来的包，开始解封装，首先发现网关的MAC地址是自己，然后继续解封装，发现对方IP地址是NDS服务器的IP地址，查找自己的路由表并将相应的包重新封装然后从对应接口转发出去

此时此刻DNS服务器收到了来自网关发送过来的包，开始进行解封装，解到UDP协议时发现端口为53，这时候DNS服务开始起了作用：DNS服务查看到了包内的域名，查找自己的域名IP对应表，将相应IP地址查到，开始发回去

主机A终于收到了DNS服务器发过来的IP地址，开始再一次尝试封装自己的包：HTTP -> TCP -> IP(域名对应的IP，发现不在同一网段，需要网关) -> 以太网封装(网关的MAC)

 网关收到了主机A发过来的包，开始解封装，首先发现网关的MAC地址是自己，然后继续解封装，发现对方IP地址是HTTP服务器的IP地址，查找自己的路由表并将相应的包重新封装然后从对应接口转发出去

以下是封包、解包的示意图：

 总结：

• 数据在进行二层和三层封装之前，主机需要了解哪些信息？
  • 在第二层需要了解网关的Mac地址，在第三层需要了解目标的IP地址
• 当数据帧发送到非目的的主机时，非目的主机将会如何处理？
  • 如果非目的主机是网关，则会通过路由表进行相应转发，若不是网关，则将此包丢弃
• 传输层如何能够准确的将数据交给特定应用？
  • 特定的应用也有特定的端口，因此是通过端口来准确的交给特定应用
• 当两台主机同时访问服务器的HTTP服务，这个服务器如何区分数据属于哪个会话？
  • 如果两台主机在同一个局域网，此时对于HTTP服务来说，IP地址都一样(通过NAT)，此时：通过两台主机的端口进行区分属于哪个会话
  • 如果两台主机并不在同一个局域网，此时：通过两台主机的IP、MAC、端口进行区分属于哪个会话

 

🌏 记录时间：2023年9月24日 21点05分