计算机网络——同网段下的主机通信

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我们以主机ping的过程举例&＃xff0c;设定本地IP地址为10.1.1.1&＃xff0c;目标IP地址为10.1.1.3。

针对以下问题逐条进行解答&＃xff1a;

01 Ping是什么&＃xff1f;

02 电脑如何判断ping的IP地址是不是和自己一个网段&＃xff1f;

03 如果ping的IP地址是属于同一个网段&＃xff0c;那么数据链路层会做什么&＃xff1f;

01 Ping命令简介

声呐是一种探测物体的技术&＃xff0c;通过发射出特定波长的声波来探测物体&＃xff0c;比如遇到潜水艇则会反射回来&＃xff0c;以此可以定位潜水艇的位置和距离&＃xff0c;做出准确的攻击。

ping也是类似的原理。
ping包发送出去之后&＃xff0c;如果目的电脑联网&＃xff0c;目的电脑就会将Ping包弹回来&＃xff1b;
如果目的电脑没有联网&＃xff0c;拿着这个ping包就会消失在漫漫网络之中。

由此&＃xff0c;我们可以根据两种不同的反应&＃xff0c;判断目的电脑是否处于联网状态。

02 判断同一网段的方式

主机会用自己的掩码去遮掩对方的IP地址&＃xff0c;

如果得到的网络号和自己本身的网络号&＃xff0c;是一样的&＃xff0c;那就说明10.1.1.3和自己处于同一个网段。

03 相同网段下&＃xff0c;数据链路层的动作

如果是处于同一网段&＃xff0c;那么通信这个事情就简单多了。

①先检查自己的ARP缓存是否有对方网卡的硬件地址MAC&＃xff0c;有的话&＃xff0c;就进行数据链路层的封装&＃xff0c;然后发出去ping包

②如果ARP缓存里没有&＃xff0c;那么就要发个ARP广播询问对方

那么该如何询问呢&＃xff1f;

1、确定用哪个接口发送广播
通过路由表中网段与接口的对应关系&＃xff0c;来确定用哪个接口

2、从对应接口发送ARP广播,ARP广播在广播域内蔓延
广播请求10.1.1.3的硬件MAC地址&＃xff0c;大声问谁的IP地址是10.1.1.3啊&＃xff0c;是的话&＃xff0c;把你的MAC地址告诉我

3、10.1.1.3收到该广播帧就单播ARP回复10.1.1.1,其他IP地址收到广播帧发现不是找自己&＃xff0c;就丢掉ARP包
我的IP地址就是10.1.1.3&＃xff0c;我的MAC地址是MACxm

4、10.1.1.1收到10.1.1.3的回复&＃xff0c;将10.1.1.3/MACxm保存在自己的ARP缓存里&＃xff0c;时间为20-30分钟不等&＃xff0c;以备下次使用

就这样&＃xff0c;一个Ping包就发送出去了&＃xff0c;然后反弹回最大、最小、平均的来回延迟时间RTT

04 拓展知识问答

1、ARP协议是什么&＃xff1f;

ARP是地址转换协议&＃xff0c;用于将已知的IP地址&＃xff0c;解析其对应的MAC地址。如果把IP地址看作是网络地址&＃xff0c;那么MAC地址就是绑定在网卡上的硬件地址。

2、ARP请求为什么是广播而不是单播&＃xff1f;

现在我们的情况是不知道对方到底在哪里&＃xff0c;所以我们需要大声呼喊&＃xff0c;希望对方能够听到我们的呼喊&＃xff0c;然后告诉我们他的位置。具体来说&＃xff0c;我们使用广播帧的时候&＃xff0c;目的MAC设置为FF.FF.FF.FF.FF.FF&＃xff0c;这样可以完成封装

如果用单播&＃xff0c;那就说明我们已经知道了对方的MAC地址&＃xff0c;既然知道了&＃xff0c;那就不需要用ARP协议了

3、广播域是什么&＃xff1f;

通俗来说&＃xff0c;就是广播信息可以扩散到的地盘、空间。
如果是几台主机连接在一个Hub上&＃xff0c;那么这几台主机都处于一个广播域
如果是几台主机连接在一个交换机上&＃xff0c;如果交换机没有划分VLAN&＃xff0c;那么所有的端口都处于默认VLAN ID &＃61; 1里&＃xff0c;那么这几台主机也都处于一个广播域。如果交换机有52个端口&＃xff0c;去掉一个接受端口&＃xff0c;交换机要将广播信息复制51次&＃xff0c;然后发送出去。

因为通过ARP请求&＃xff0c;你就可以知道请求者的MAC地址&＃xff0c;即对方的MAC地址&＃xff0c;所以可以直接使用点对点的单播凡是回答对方

这里做个比喻&＃xff0c;来说明广播和单播

广播通信&＃xff1a;如在火车售票大厅寻找走散的情侣&＃xff0c;小美焦急大喊到&＃xff1a;小明&＃xff0c;你在哪里啊&＃xff1f;结果整个大厅的人都听到了&＃xff0c;小明连忙回音&＃xff1a;亲爱的&＃xff0c;我在这里


单播通信&＃xff1a;如打电话&＃xff0c;尽管肉麻却不会影响到其他人

5、主机为什么要缓存ARP回答&＃xff1f;

如果不缓存的话&＃xff0c;每一次通信就需要一次次地址解析&＃xff0c;将会产生更多的广播信息。
而缓存下来&＃xff0c;在超时时间内可以重复利用。
如果有流量刷新超时定时器&＃xff0c;则缓存的时间更长&＃xff0c;这样可以最大限度减轻广播消息对广播域的影响。

就比如你认识了个朋友&＃xff0c;你就还不如先认真记一下他的住址。免得每次去他那里玩&＃xff0c;你都需要问。
而如果你们已经很久时间没有一起玩了&＃xff0c;那么你就会把他的地址忘记&＃xff0c;等下次去的时候再问一问

6、RRT(Round Trip Time)是什么&＃xff1f;

通俗来说&＃xff0c;就是一个Ping包从发出去的那一秒开始计时&＃xff0c;一直到Ping回包为止&＃xff0c;所流逝的时间&＃xff0c;以毫秒ms为计时单位。
RRT最小、最大、平均值越接近&＃xff0c;表明网络越稳定

以上文章&＃xff0c;作为自己的学习笔记&＃xff0c;仅供参考

本文完&＃xff0c;感谢你的阅读&＃xff01;&＃xff01;&＃xff01;

最后&＃xff0c;如果本文对你有所帮助&＃xff0c;希望可以点个赞支持一下。你们的鼓励将会是博主原创的动力。