【Java EE初阶十九】网络原理（四）

4. 数据链路层

        数据链路层也有很多种协议，其中一个比较常见常用的,就是“以太网协议”（通过网线/光纤, 来通信所使用的协议叫做以太网协议，以太网是横跨数据链路层 + 物理层）；

4.1 以太网数据帧格式

        帧头 + 载荷(IP 数据报)+ 帧尾，以太网数据帧格式如下图所示：

        如上图所示：

目的地址：6字节

源地址：6字节

        这里的6 个字节，不是 IP 地址，而是网络中的另一套地址体系，mac 地址(物理地址)

        由于最开始搞网络的时候,网络层协议和数据链路层协议,是各自独立的，所以地址这个东西就被搞了两份出来， 故此这俩地址就被用到了不同的场景中， mac 地址由于是 6 个字节，能表示的范围,比IP 地址大了6w 多倍。

        IP 地址虽然早都不够用了，但是 mac 还是够用的。目前来说，每个设备都是有唯一的 mac 地址（网卡出厂的时候,就写死的，一般来说也不能修改，mac 也可以作为一台网络设备的身份标识）

q1：IP 地址和 Mac 地址各自的用途是什么?
        IP 协议立足于全局，完成整个通信过程的路径规划工作。
        以太网则是关注于局部，即相邻两个设备之间的通信过程。

类型：

        描述载荷数据是一个啥样的数据，关于ip数据报的相关知识如下所示：

        像交换机这样的设备，收到以太网数据帧的时候，就需要进行转发，(这个转发过程就需要能够根据 mac 地址,判定出数据要走哪个网口)，这里的网口是"物理意义"上插网线的口(IP 协议,路由器，走哪个网络接口，其实是抽象的概念，最终还是要在数据链路层才能决定是走哪个网口...)

        q2：具体如何转发?
        交换机内部也有一个数据结构"转发表”，和前面说的路由表有点像，但其实还是有一系列差别；转发表是一个简单的像 hash 这样的映射，转发表主要就是通过 arp 协议来生成的；

5. DNS 域名解析系统 

        使用 IP 地址,来描述设备在网络上的位置，IP 地址不适合进行宣传，所以引入了“域名"这样的方式来解决上述问题，将ip地址换成单词如：www.bilinili.com，所以需要有一套自动的系统，把域名翻译成 IP 地址(将域名和IP 想象成一组键值对)；

        最早的域名解析系统，是通过一个简单的文件来实现的-->hosts 文件,如下图所示：

        

        hosts 文件来维护域名和ip 的映射关系,，非常不方便，于是就搭建了一套 DNS 系统(一组服务器)，把上述这样的映射关系都保存到这个服务器中了；如果你想访问某个域名，就先给这个 DNS 服务器发起请求，查询一下当前域名对应的 ip， 然后再访问目标网站

        每时每刻都有很多设备需要进行 DNS 的请求，这一组服务器能抗住这么多的访问嘛？

        首先一个服务器硬件资源是有限的(CPU,内存,硬盘,网络带宽...)，服务器处理每个请求,肯定都是要消耗一定的资源的。如果单位时间内,请求太多,消耗的总资源超过了机器本身的资源上限，这样机器就挂了，这种所谓的"高并发" 问题，我们有两种核心思路,如下所示：

        1.开源；搭建DNS系统的大佬,就开始号召各个网络运营商都可以自己搭建一组"DNS 镜像服务器"，镜像服务器的数据， 都从他们这边来同步，当用户向DNS服务器发出请求时，此时用户就会优先访问离自己最近的镜像服务；

        2、节流.；让请求量变少，即让每个上网的设备都搞本地缓存。如果我的电脑 1min 之内要访问 10 次 www.bilibili.com，只是让第一次请求 DNS 即可，把请求得到的结果保存到本地；后面9次请求都使用第一次的结果即可；

        一般进行 DNS 解析，访问的都是就近的运营商的镜像；

        运营商的镜像服务器，经常会出现,"QQ 能用,网页打不开”的问题，这时候就需要修改电脑上的 DNS 服务器的地址。

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