架构中数据层数据层流程

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mob64ca1402665b 2023-11-27 12:46:10

本篇博客主要介绍网络数据的传输流程。主要理解局域网和广域网的数据传输流程。

局域网数据传输流程

传输案例如下：
客户端访问局域网http服务器（http://192.168.1.100）。

架构中数据层数据层流程_封装

现在只知道目标主机IP，而不知道目标主机MAC地址。

首先，查找本机ARP缓存表（IP地址和MAC地址的映射关系），找到了就发送到目标主机；
如果找不到，广播一条请求MAC地址的请求，向局域网内发送目标主机IP地址。局域网内所有主机都收到这条消息，检查自己的IP地址和收到的IP地址，如果不一致，则丢弃；一致则响应自己的MAC地址；
发送端知道目标主机MAC地址后，再发送数据包。局域网内所有主机都可以收到该数据包，如果发现目的MAC和自己的MAC地址不一致则丢弃，如果一致，则处理数据。

架构中数据层数据层流程_封装_02

架构中数据层数据层流程_封装_03

发送端封装数据报；
将目的主机的IP与子网掩码做位与操作，求出目标主机的网络号。将目标主机的网络号和本机网络号进行比较，相同说明在同一个网段，不同则在不同的网段；
如果在同一个网段，按照前面没有路由器的方式传输；
如果不在同一个网段，则本机不知道目标主机的MAC地址，将数据包发送到网关（路由器）来进一步处理；
发送端发送到网关：源主机中（源MAC地址为本机MAC地址，目标MAC地址为路由器MAC地址），数据发送到路由器后，进行解包分用（源MAC目的MAC取出来），并且封装（源MAC修改为自己的MAC，目的MAC修改为接收端主机的MAC）；
网关（路由器）发送到接收端：接收端接收到数据包，进行解包分用。

传输流程：浏览器访问百度http://www.baidu.com。

架构中数据层数据层流程_架构中数据层_04

本机封装的步骤和之前一致（DNS、HTTP、TCP、IP、数据帧），通过子网掩码发现目标IP不在同一个网段，需要发送到网关（路由器）进一步处理；
网关（路由器）：解包分用，重新封装（源MAC为本路由器MAC，目的MAC为下一个设备的MAC，源IP由发送端私网IP修改为本路由器公网IP，源端口号由发送端应用程序端口号修改为路由器端口号，目的IP和端口号不变），路由器建立端口映射（NAT+NAPT）；
下一个设备处理数据：解包分用，重新封装（源MAC为自己的MAC，目的MAC修改为下一个设备的MAC）；
接收端接收：发现目标IP和本机IP一致，解包分用，和之前流程一样；
接收端响应数据：源IP为接收端主机公网IP，源端口为接收端应用程序端口号，目的IP为路由器公网IP，目的端口为路由器映射端口，源MAC和目的MAC的变化和发送流程变化一致；
路途中的设备不停的解包分用，重新封装数据包（源MAC修改为自己的，目的MAC修改为下一个设备的MAC）；
路由器接收到数据包，发现目的IP和自己公网IP一致，就处理数据（目的端口绑定的程序处理），把目的IP修改为发送端私网IP，端口号修改为发送端应用程序端口号（NAT+NAPT）。