數(shù)據(jù)是怎么樣保證準(zhǔn)確的從客戶端發(fā)送到服務(wù)器端

你有想過嗎，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，數(shù)據(jù)是怎么樣保證準(zhǔn)確的從客戶端發(fā)送到服務(wù)器端的？中間涉及到了哪些理論？

01 客戶端各層對(duì)數(shù)據(jù)的封裝

java實(shí)現(xiàn)客戶端的代碼如下：

應(yīng)用層會(huì)指定發(fā)送的服務(wù)器的域名（或者IP）和端口號(hào)、以及要發(fā)送數(shù)據(jù)的內(nèi)容，傳遞給下一層傳輸層。

傳輸層會(huì)在把應(yīng)用層的報(bào)文當(dāng)成自己的數(shù)據(jù)，然后在前面拼接源端口號(hào)，和目標(biāo)端口號(hào)。

其中源端口號(hào)就是客戶端進(jìn)程監(jiān)聽的端口號(hào)，這個(gè)端口號(hào)一般不是固定的，由操作系統(tǒng)在49152~65535范圍內(nèi)動(dòng)態(tài)分配，而目標(biāo)端口號(hào)就是服務(wù)器接收數(shù)據(jù)的端口號(hào)，一般是固定的，在java代碼中會(huì)指明。

網(wǎng)絡(luò)層會(huì)在傳輸層報(bào)文的基礎(chǔ)上增加源IP和目標(biāo)IP，其中源IP就是本地網(wǎng)卡的IP地址，目標(biāo)IP是服務(wù)器的IP，如果java代碼中指定的是服務(wù)器的域名。

那么，首先需要通過DNS服務(wù)器將域名解析為IP，域名解析的流程：

先查瀏覽器緩存->操作系統(tǒng)緩存->hosts文件->DNS服務(wù)器。

數(shù)據(jù)鏈路層會(huì)在網(wǎng)絡(luò)層的基礎(chǔ)上增加源MAC地址和目標(biāo)MAC地址，其中源MAC地址就是本機(jī)網(wǎng)卡的MAC地址，目標(biāo)MAC地址是下一跳網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（一般是交換機(jī)或路由器）的MAC地址。

注意，目標(biāo)MAC地址一般不是服務(wù)器的MAC地址（如果客戶端和服務(wù)器端在同一個(gè)網(wǎng)段，那么目標(biāo)MAC地址就是服務(wù)器的MAC地址），因?yàn)榭蛻舳烁揪蜔o法得知服務(wù)器的MAC地址，所以數(shù)據(jù)鏈路層采用下一跳的機(jī)制轉(zhuǎn)遞數(shù)據(jù)。

那么怎么知道我的下一跳是誰呢？

下面就要請(qǐng)出ARP協(xié)議了，ARP會(huì)發(fā)出一個(gè)廣播，告訴全世界：“大家好，我的IP地址是192.168.1.6，我的MAC地址是00-50-56-C0-88-01”

當(dāng)同一個(gè)網(wǎng)段上的主機(jī)接收到ARP報(bào)文時(shí)，會(huì)將這些信息添加自己的ARP緩沖區(qū)中的ARP列表，同時(shí)將自己的IP地址和MAC地址回應(yīng)給發(fā)送者，這樣每個(gè)位于同一個(gè)網(wǎng)段的主機(jī)都有整個(gè)網(wǎng)段內(nèi)各個(gè)主機(jī)的IP與MAC地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系了。

ARP列表的具體內(nèi)容如下：

現(xiàn)在我的目標(biāo)IP是192.168.3.6，又不在這個(gè)ARP列表中，那我怎么知道目標(biāo)MAC地址要填啥呢？填下一跳的MAC地址，那么下一跳是又是誰呢？這里就要請(qǐng)出路由表了。

這個(gè)路由表是計(jì)算機(jī)的路由表，而不是路由器的路由表，這個(gè)路由表怎么來的呢？根據(jù)/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0這個(gè)文件生成的。

那么這個(gè)路由表怎么使用呢？將目標(biāo)IP與每一條記錄的子網(wǎng)掩碼（Genmask）一一按位與運(yùn)算，匹配度最高的Destination字段的IP就是下一跳的IP192.168.1.100，也就是網(wǎng)關(guān)地址GATEWAY，然后根據(jù)下一跳的IP去查ARP列表獲得MAC地址00-30-F2-C1-2E-89。

就這樣客戶端完成了對(duì)報(bào)文的組裝，交給物理層把數(shù)據(jù)從網(wǎng)卡發(fā)送出去，發(fā)送到交換機(jī)A。

02 交換機(jī)的交換

交換機(jī)收到客戶端的報(bào)文后，會(huì)進(jìn)行解析，只解析到數(shù)據(jù)鏈路層，從中獲得目標(biāo)MAC地址，然后查找ARP列表，將報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)給對(duì)應(yīng)的網(wǎng)卡端口。

交換機(jī)中的ARP列表：

根據(jù)目標(biāo)MAC地址00-30-F2-C1-2E-89找到交換機(jī)的端口為Fa2/1，這樣交換機(jī)就會(huì)把報(bào)文從這個(gè)端口發(fā)送出去，發(fā)送到路由器，這里的端口是交換機(jī)的物理端口，也就是插入網(wǎng)線的插口。

03 路由器的路由

路由器可以連接兩個(gè)不同的網(wǎng)絡(luò)。

路由器有一張路由表，路由表可以通過網(wǎng)絡(luò)工程師配置或者從其他路由器學(xué)習(xí)得到。

路由器會(huì)解析報(bào)文到網(wǎng)絡(luò)層，然后發(fā)現(xiàn)目的IP是192.168.3.6，從上面的路由表可以可以發(fā)現(xiàn)，想要去192.168.3.0網(wǎng)段，只需要將數(shù)據(jù)從FastEthernet0/1端口發(fā)送出去即可。

另外路由器會(huì)將目標(biāo)MAC地址替換成下一跳的MAC地址（在這里是服務(wù)器的MAC地址，如果中間還有其他路由器，那么就是下一個(gè)路由器的MAC地址），怎么替換呢？還是查ARP表：

查詢IP192.168.3.6的MAC地址為0030.A396.5DE7然后將目標(biāo)MAC替換成這個(gè)，然后將數(shù)據(jù)從FastEthernet0/1端口發(fā)送出去，交給交換機(jī)B，交換機(jī)B再將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到服務(wù)器端。

04 服務(wù)器端各層對(duì)數(shù)據(jù)的解析

服務(wù)器端收到數(shù)據(jù)后會(huì)逐層進(jìn)行解析，最后將真正的數(shù)據(jù)交應(yīng)用程序進(jìn)行處理，至此一個(gè)數(shù)據(jù)從客戶端到服務(wù)器端就完成了，服務(wù)器端會(huì)發(fā)送響應(yīng)報(bào)文給客戶端，大體的流程類似，但是數(shù)據(jù)不一定是原路返回的，因?yàn)橹虚g經(jīng)過的路由可能不同。

05 擴(kuò)展

查看域名對(duì)應(yīng)的IP：

查看本機(jī)到服務(wù)器中間經(jīng)過了多少個(gè)路由節(jié)點(diǎn)：

原文標(biāo)題：數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中是如何傳輸?shù)?/p>

文章出處：【微信公眾號(hào)：馬哥Linux運(yùn)維】歡迎添加關(guān)注！文章轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。