JavaEE初阶---网络原理（四）--IP协议/DNS协议

1.初识网络层（了解即可）

网络层做的事情就是下面的两个：

1）地址管理：就是对于这个地址的分配；

2）路由选择：两个节点之间的路径有很多，我们需要进行规划；

​ 网络层主要就是学习这个IP协议：

​ IP-v4:这个图上面的4位版本；

​ IP-v6:如果上面的这个是6位版本就是我们的IP-v6;

​ 上面的两个就是最常见的两个情况

3）16位总长度：IP数据包的总长度；

​ IP协议支持拆包组包的功能，协议自己是支持的，不需要我们自己手动实现；

4）16位标识：如果一个大包需要拆成多个小包，我们的小包的这个属性就是一样的；

​ 13位偏移：越小数据越靠前，越大数据越靠后，对于我们的数据进行排序；

​ 3位标记：是不是最后一个包，是否可以拆包；

​ 上面的三个就是我们的IP协议实现的拆包组包的相关的设计~~

5）8位生存时间：我们的这个数据包还可以生存多久数据包转发经过路由器，经过一个，这个TTL就会-1，表 示我们可以经过的这个路由器的个数，经过这个之后还没有到达我们的目的地，就会被丢弃；

我们的数据包被创建出来的时候，这个TTL就会被分配一个固定的数值，然后被我们使用；

6）8位协议：查看我们的数据包是UDP数据包还是TCP数据包；

7）下面的这个是我们的IP里面最重要的，我们的这个IP地址就是一个32位的数据，只不过为了理解，写成了点分式的形式；

2.地址管理

IP地址，就是一个32位的整数，这个是有限的，但是我们的这个上网设备很多，但是又不可以重复，因此就会出现这个IP地址不够用的情况；近几年更是出现了物联网的情况，因此这个IP地址的使用就显得捉襟见肘；

如何缓解这个IP地址不够用的问题：

2.1动态分配

1）动态分配：提高IP地址的利用率，这个方案不可以根治我们的这个问题，只能说是一个过渡方案，但是这个方式在现在还是广泛存在的；

2.2网络地址转换

2）网络地址转换NAT：一个IP地址代表一批设备，而不是一个IP一个设备；

IP地址分为两类：

2.1）内网IP：10. 或者是172.16.-----172.31.或者是172.168.

​ 内网IP之间是可以重复的；就是不同的局域网里面的这个IP是可以重复的，在这个局域网李米娜，我们的这个IP是不可以重复的；

2.2）外网IP：不可以重复，一个外网IP就是一个设备；

网络地址转换的过程：我们的一个局域网里面的这个电脑，经过这个运营商服务器的时候会进行这个IP的转换，我们的转换之后的这个IP才是可以进入这个广域网的，然后传输给我们的这个服务器；

我们的这个服务器收到的就是我们的转换之后的IP地址；

我们的这个服务器返回响应的时候，根据这个端口号分配给这个局域网里面的不同的电脑；

即使我们的局域网里面的这个不同设备的端口号也是一样的，这个时候经过路由器进行转换的时候，这个IP和这个端口号都会进行转换，否则我们到时候这个响应返回的时候无法根据这个端口号进行设备的区分，因此这个端口号会进行转换，但时候相应的时候再转换回去；路由器会记住这个端口号转换前后的这个映射的关系，方便到时候返回的时候可以把这个响应发送到对应的设备；

2.3IP-v6最终解

IP-V6使用16字节表示网络上面的地址；

4字节：2^(4*8);

16字节：2^(16*8)—这个数据其实就是非常非常大的；-----从根本上解决问题；

实际上这个IP-v6的普及程度非常低的，虽然他们的这个诞生时间相近；

IP-V4和我们的IP-v6不兼容，我们只能买新的路由器替换掉原理的这个，才可以使用我们的这个IP-v6，这个也是我们的这个IP-v6没有很大程度上进行普及的原因；

3.网段划分

IP地址====网络号（标识局域网）++主机号（标识这个局域网里面的设备）；

192.168.1.10：这个IP里面的这个前面的三个部分就是我们的网络号，最后一个部分就是主机号（使用这个点号座位分隔符，分割为了4个部分）；

相邻的局域网之间的这个网络号不可以是一样的；

4.以太网协议–数据链路层

数据链路层：通过网线，光纤进行通信进行通信----以太网，横跨数据链路层和物理层；

以太网数据帧：帧头+载荷+帧尾；

目的地址：这个里面的目的地址指的不是我们上面说的这个IP地址，而是一套新的机制—mac地址；

MAC地址是6字节，表示的这个数据的范围比我们的IP地址大了很多，目前来说，这个MAC地址还是够用的，不像我们的IP地址出现这个不够用的情况；

IP地址：整条路线的这个源IP和目的IP；

MAC地址：就是我们的这个局部非源IP和目的IP；

北京------》天津------》上海：

这个例子里面，我们的这个北京到天津的过程中；我们的源IP就是北京，但是目的不一定，如果是这个IP地址，这个时候就是上海，但是如果是我们的这个MAC地址，这个时候就是我们的天津；

因此这个IP地址是从全局进行考量，进行路径的规划，我们的这个MAC地址则是从局部进行处理的，这个是两者的区别；

5.DNS应用层协议

IP地址描述网络上面不同设备的位置；

IP地址不适合进行宣传，我们使用域名进行宣传www.baidu.com这样的就是域名；

域名IP之间的这个相互转换，根据可以接受的域名转换为这个IP，域名需要进行购买，100左右一年；

有的域名比较贵，例如我们熟知的靓号：8888,6666之类的这个；

之前使用host文件表示记录这个域名和IP之间的关系，但是这个方法现在已经不再使用了；

后来我们搞了这个DNS服务器，这个是一组服务器，我们想要对于这个IP和域名之间的这个转换进行更新的时候，直接对于这个一组服务器进行操作，但是又有新的问题：

如果对于这组服务器的访问量过大，这个时候我们的这组服务器是不是会出现问题，这个是经常常见的，因此我们出现了下面的两个解决方案：

1）开源：让这个网络运行商进行我们的这个镜像服务器的搭建，就是这个数据内容是一样的，但是不是直接和我们的原本的服务器进行交互，而是去和我们的镜像服务器去交互，这样就可以让我们的这些镜像服务器去缓解我们的真实的服务器的压力；

2）节流：我们让这个访问的设备进行数据缓存，例如我们这个电脑想要一段时间里面10次访问这个服务器，这个时候我们把这个第一次访问的数据存储到我们的这个本地缓存里面去，后续的这个操作直接在我们的这个本地缓存的基础上面进行操作，而不是直接和这个服务器进行交互；（让这个域名的更换，没有那么频繁）；