IPv4使用舉例


本節講述如何實際通訊情況使用Internet協定版本4的網路上。

網路資料包流量

所有在IPv4環境中的主機都分配了唯一的邏輯IP地址。當一個主機想傳送一些資料到網路上的另一台主機,它需要的目的主機的物理(MAC)地址。要獲得MAC地址,主機的ARP廣播報文,並要求給予MAC地址誰就目的IP地址的擁有者。所有在該段的主機收到ARP報文,但只有它有它的IP匹配與一個在ARP報文的主機,回復其MAC地址。一旦傳送方接收接收站的MAC地址,資料被傳送的物理媒介。

在情況下,IP不屬於本地子網。該資料是由該子網的閘道器裝置傳送到目的地。要理解資料包流,我們必須先了解以下內容:

  • MAC地址: 媒體存取控制地址是48位元的工廠寫死,可以唯一地識別網路裝置的實體地址。這個地址是由裝置製造商指定。

  • 地址解析協定: 地址解析協定,用於獲取主機的IP地址是已知的MAC位址。 ARP是收到網段內的所有主機廣播資料包。但只有主機的IP中提到的ARP響應它提供它的MAC地址。

  • 代理伺服器: 要存取網際網路,網路使用代理伺服器有分配一個公網IP。所有的PC要求代理伺服器在網際網路伺服器,代理伺服器代表電腦傳送請求到伺服器,當它接收到來自伺服器的響應,代理伺服器轉發給用戶端PC。這是一種方法來控制計算機網路上網和它有助於實現基於Web的政策。

  • 動態主機控制協定: DHCP是由一台主機從一個預先定義的地址池分配的IP地址的服務。 IP的DHCP伺服器也提供了必要的資訊,如閘道器IP,DNS伺服器地址,分配IP地址等。通過使用DHCP服務的網路管理員租賃可以管理地址分配放心。

  • 域名系統: 這極有可能是使用者不知道他想要連線到遠端伺服器的IP地址。但他知道分配給它,例如名稱,tutorialyiibais.com。當在遠端伺服器的名稱,使用者鍵入他想連線到螢幕後面的本地主機傳送DNS查詢。域名系統是獲取主機的域名是已知的IP地址的方法。

  • 網路地址轉換: 幾乎所有的PC在計算機網路中被分配哪些是不可路由的網路的私有IP地址。當路由器接收到私有IP地址的IP資料包則丟棄它。為了存取公共私有地址的伺服器,計算機網路使用的地址轉換服務,公共和私有地址之間的轉換,稱為網路地址轉換。當PC機傳送一個IP資料包從一個專用網路,NAT的公共IP地址,反之亦然改變了私有IP地址。

我們現在可以描述資料包流。假設使用者想要從她的個人計算機存取 www.tw511.com。他有ISP的網際網路連線。將要採取的系統下面的步驟來幫助她達到目的的網站。

步驟:1 - 獲取IP地址(DHCP)

當使用者的PC啟動時,它會搜尋DHCP伺服器獲取IP地址。出於同樣的,PC機傳送該接收由一個或多個DHCP伺服器的子網一個DHCPDISCOVER廣播,他們都與DHCPOFFER,其中包括如IP,子網中的所有必要的細節作出回應,閘道器,DNS等PC端傳送DHCPREQUEST報文,以要求提供的IP地址。最後,DHCP傳送DHCPACK報文來告訴電腦,它可以保留的IP為某些給定的時間量又名IP租約。

另外一台PC可以手動而不採取從DHCP伺服器的任何幫助分配一個IP地址。當PC也組態了IP地址的詳細資訊,它現在可以到其他計算機上發言遍布啟用IP網路。

步驟:2 - DNS查詢

當使用者開啟一個Web瀏覽器和型別www.tutorialyiibais.com這是一個域名和一個PC不知道如何使用的域名伺服器進行通訊。個人電腦,以獲得有關該域名的IP地址傳送一個DNS查詢出在網路上。預先組態的DNS伺服器響應指定的域名的IP地址的查詢。

步驟:3 - ARP請求

PC機發現目的地IP地址不屬於自己的IP地址範圍,它必須請求轉發到閘道器。閘道器在這種情況下可以是路由器或代理伺服器。雖然閘道器的IP地址是已知的用戶端機器,但計算機不交換IP地址的資料,而他們所需要的機器的硬體地址是2層的工廠編碼的MAC地址。要獲得閘道器的MAC地址的用戶端PC機廣播一個ARP請求,說:“誰擁有這個IP地址?”閘道器響應ARP查詢傳送它的MAC地址。在接收MAC地址的PC傳送資料包到閘道器。

一個IP資料包的源和目的地址和該連線主機與遠端主機的邏輯。而MAC地址有助於在一個網段傳輸實際的資料系統。這是很重要的源和目的MAC地址,因為他們在網際網路上的旅行(段由段)改變,但源和目標IP地址永遠不會改變。