网络技术入门 ：一篇文章让你彻底理解网络通信中各种协议和设备的作用运维qq27096221的博客-

本文通过在局域网中新添加一台主机，到主机配置，最后访问网页的一个过程。来说明网络通信中各种协议和设备的作用。让大家对整个网络通信，在架构上有所理解，不对各种协议做深入说明。

本系列文章
网络技术入门（一）：网络技术基础知识系统归结
网络技术入门（二）：两个主机（客户端和服务器）通信过程(硬件转发角度)
网络技术入门（三）：两个主机（客户端和服务器）通信过程(数据包交换角度)
网络技术入门（四）：两个主机（客户端和服务器）通信过程(TCP/IP通信角度)
网络技术入门 ：HTTP报文和TCP/IP数据包
网络技术入门 ：一篇文章让你彻底理解网络通信中各种协议和设备的作用

这里用在你去公司入职，公司给你新配置一台电脑为例。（这里不用家里电脑入网为例，因为家里一般电脑较少，只用一个路由器就好，没有必要用交换机）。

入职一家新的公司，公司给你配置了一台新的电脑。需要你自己安装配置

一、硬件配置

涉及到设备：光猫，路由器，交换机，集线器（暂无）

首先你需要了解光猫、路由器、交换机和主机网络拓扑关系。入户光纤连接光猫，网线是从光猫出来要接路由器，路由器再接交换机，然后所有的电脑用网线连接到交换机就行了。
光猫有些是光猫和路由器一体的，不需要单独的路由器设备也可以上网。

可以参考下图的网络拓扑理解：

总结：
光猫：
又称调制调解器，它主要为了信号转换，如把模拟信号转换成数字信号。
.
路由器：
1 连接互联网中的不同子网络。
2 实现互联网中不同子网络之间的数据转发。
.
交换机和集线器：
1 连接局域网中的不同主机。
2 实现局域网不同主机之间的数据交换

。

二、上网设置

涉及到概念：IP地址，子网掩码，网关的IP地址，DNS的IP地址

打开电脑后需要在网络配置中配置四个属性才能上网，这里可以手动填也可以选择自动获取。

• 本机的IP地址
• 子网掩码
• 网关的IP地址
• DNS的IP地址
  下面简称：通讯四参数，后面会说明这四个参数在哪里用到。

为什么需要配置这四个参数，下一小节说明这四个参数的作用，或者查看网络技术入门（二）：两个主机（客户端和服务器）通信过程(硬件转发角度)

三、访问网页

涉及到协议：DHCP协议，DNS，ARP协议，ICMP协议

当我们电脑连接安装完成（第一小节内容），并且网络配置完成（第二小节内容），我们就可以上网了。

1 DCHP协议

DHCP（Dynamic Host Configuration
Protocol，动态主机配置协议）通常被应用在大型的局域网络环境中，主要作用是集中的管理、分配IP地址，使网络环境中的主机动态的获得IP地址、Gateway地址、DNS服务器地址等信息，并能够提升地址的使用率。

计算机配置好后，设置网络参数时勾选“自动获得IP地址”和“自动获得DNS服务器地址”，首先会在局域网内发送DCHP请求，该请求会在局域网内广播数据包，同一子网络内每台计算机都会收到这个包，只有DHCP服务器收到这个包会回复，而其他计算机会丢弃这个包。
DHCP服务器返回给计算机的数据包，就包含了分配给该计算机的IP地址，子网掩码，网关地址，DNS服务器IP等参数。

DCHP协议的作用就是为局域网中新加入的计算机，分配IP地址，子网掩码，网关地址，DNS服务器IP等参数。
这四个网络参数可以通过DCHP请求动态获取，也可以手动填写来分配。

2 DNS协议 和 ARP协议

DNS（Domain Name System，域名系统），DNS协议是用来将域名转换为IP地址（也可以将IP地址转换为相应的域名地址）。
ARP（Address Resolution Protocol，地址解析协议），是根据IP地址获取物理地址的一个TCP/IP协议。

现在我们的计算机可以上网了，我们打开浏览器，输入网址（https://github.com）点击访问。
要和github服务器通信，需要知道服务器的IP地址，端口号和MAC地址。

这里再补充一下：

IP地址、MAC地址和端口号的作用：

1 IP地址可以找到互联网总目标主机所在的局域网
2 MAC地址能够找到子网络中目标网卡(主机)
3 端口号找到目标网卡所在计算机中的目标进程
.

IP地址、MAC地址和端口号的获取：

1. 目标主机IP地址获取：操作系统通过域名（https://github.com）向DNS服务器发送请求获取web服务器的IP地址。DNS服务器的IP地址哪里来，这里就用到了通讯四参数：DNS服务器的IP地址。
2. 进程或服务端口号获取：TCP/IP协议栈分配，这里就是操作系统分配。
3. 目标主机MAC地址获取：通过ARP请求获取目标主机（或者网关）的MAC地址。（这里是区分同一子网和不同子网的，具体不详细讲，详细过程网络技术入门（二）：两个主机（客户端和服务器）通信过程(硬件转发角度)）。

首先请求DNS服务器获取github服务器的IP地址。（这里请求的DNS服务器用到 通讯四参数：DNS服务器的IP地址）
TCP/IP协议栈分配端口号。
在获取web服务器MAC地址的时候，操作系统会区分该web服务器和当前计算机是否在一个子网络内。
计算的方法就是通过通讯四参数：子网掩码和web服务器IP进行“与”运算（过程自查）。
同一子网络可以通过发送ARP请求，广播所有子网内主机获取目标主机(web服务器)的MAC地址；
不在同一个子网络，可以通过通讯四参数：网关的IP地址获取网关MAC地址(没有设置网关的需要ARP请求获取)。

到目前为止，目标服务器的IP地址，目标服务器的MAC地址和端口号，都已经知道。就可以发送网络请求了。
计算机上：数据包会被操作系统（TCP/IP协议栈）交给网卡驱动，网卡驱动把数据报再转交给网卡。网卡会把数据通过网线传给交换机（MAC地址表）
交换机：交换机会把数据转发给路由器（ARP缓存表，路由表）。
路由器： 数据通过路由器在互联网中转发，最终被目标主机接收。
web服务器的应答数据包和计算机发送的请求数据包过程一样。

这里做一个总结
1 计算机新入网，需要通过 DCHP协议 获取IP地址，子网掩码，网关地址，DNS服务器IP参数。才能上网。
2 计算机访问网页，需要知道web服务器的 IP地址，端口号和MAC地址。
IP地址：通过DNS协议，根据web服务器域名获取web服务器IP。
端口号：TCP/IP协议栈分配，这里就是操作系统分配。
MAC地址：通过ARP协议，根据目标主机IP地址获取目标主机MAC地址或者网关MAC地址。
（关于ARP协议详细说明：网络技术入门（二）：两个主机（客户端和服务器）通信过程(硬件转发角度)）
3 知道了web服务器的 IP地址，端口号和MAC地址，就可以发送网络请求了。
计算机上，数据包会被操作系统（TCP/IP协议栈）交给网卡驱动，网卡驱动把数据报再转交给网卡。
最后网卡会把数据通过网线传给交换机（MAC地址表），交换机会把数据转发给路由器（ARP缓存表，路由表）。
数据通过路由器在互联网中转发，最终被目标主机接收。