一个网络数据包的故事——理顺下网络数据包的传输(三)

 

接续接着上节“ 二.怎么找到你?” ,奶牛继续来说说这个网络数据包滴故事的第三节:你等着,我来了。

三.你等着,我来了。

这节呢,就是一个传输的过程,涉及比较多的就是网络层跟运输层的一些东东。其实前几天打算自己理顺下计算机网络是有原因滴,看鸟哥讲述的网络那部分有一些迷惑,主要是对于NAT问题的理解。这节我们将把自己藏身在一个最隐蔽的角落来讲述这个故事,我们是一个内网滴小主机,什么是内网呢,呃,就是说你没有public ip address,所以你没法直接在互联网上进行通信。那么怎么办哇,你可以走你的网关哇,那这个网关又是什么哩?我们这里就笼统滴把它当个路由器吧。路由器是在物理层、网络层、运输层上的东西,也就是说,我们发一个数据包出去的时候,除了具体的data内容不会被修改,其它滴很多东西都是重新封包处理滴。好啦,下面我们就一层层滴来解释。

首先第一个过程是判断我们的目的地址是不是内网的ip,如果是,直接ARP后直接用硬件地址通信(我们本来就没打算再继续这个过程,比较容易理解,只是提一下),如果不是哩,那么我们就会把这个数据包交给我们的路由器。这时候路由器有了这个数据包(仍旧以TCP为例),路由的NAT会自动将其中的源地址与源端口还有源mac(source ip && source port)地址都更新成为路由器自己的硬件地址,IP地址跟端口(路由器公网的IP跟端口),并且在NAT转换表中添加一条记录,这里记录的是路由器更新的内容以及目标主机的信息(目标IP跟目标端口)。这个就是NAT工作的一个很重要的作用,它将我们内网的主机完全隐藏在了自己的身下,然后把自己作为一个外交官,与外界进行通信。然后路由器将数据包运输到公网IP所在滴网络,再进行对目的主机的查找,如果没找到就继续往上一层网关传递数据包,直至找到目标主机,并将数据包传递上去。这里奶牛说的很简单,不想让大家很混乱,所以很多细节都避而不谈了,一般也不需要知道。

当目标主机发回数据的时候,目标ip跟端口就是我们第一层公网路由器的ip跟端口,因为那个ip跟端口已经可以定位一台主机了,所以那些在网络传输的过程中是不会变化的,唯一变化滴是mac地址,这里我们说下,数据包传递过程中mac地址是逐层变化的,一般就是本机的mac与上层网关的mac会每次都被修改,因为这个是硬件通信的要求,但是网络层跟运输层在公网的传递是不变的,直到数据又回到了我们的保护伞第一层路由器。这时候路由器看到:哦?终于等待的数据回来了。(因为我们刚才记录在NAT转换表中了目标ip跟目标端口哇,所以这里我们可以知道是我们想要的数据咯),然后我们要把这些数据换个头发回给我们的内网主机,这时候目标ip跟端口信息被更换为内网主机的ip跟端口,又发回给了内网主机,这时候内网主机就得到了自己需要的信息。

有何为证这就是我们想要的信息呢?1.因为我们在内网,所以这些数据包肯定发来时候的mac是网关的,直接arp就可以查到,你看看是不是。2.仍旧是那个ip跟端口哇,你看看是不是你要的不就是到了哇,汗一下。这里奶牛截取一下自己的通信包的一些信息给大家看下,增强下印象:

首先我们发送一个数据包的信息是:

  1. 源主机:192.168.1.100 
  2. 目标主机:220.181.111.147 
  3. 协议:TCP 
  4. Source port: 63516 (63516) 
  5. Source: QuantaCo_60:44:f1 (00:26:9e:60:44:f1) 
  6. Destination port: http (80) 
  7. Destination: Tp-LinkT_23:d7:9a (94:0c:6d:23:d7:9a) 

我们接收到的数据包的信息是:

  1. 目标主机:192.168.1.100  
  2. 源主机:220.181.111.147  
  3. 协议:TCP  
  4. Source port: http (80) 
  5. Source: Tp-LinkT_23:d7:9a (94:0c:6d:23:d7:9a) 
  6. Destination port: 63516 (63516) 
  7. Destination: QuantaCo_60:44:f1 (00:26:9e:60:44:f1) 

好吧,故事就讲到这里吧,如果朋友们看着还是乱,那就自己看下《计算机网络:自顶向下方法》这本书吧,写得很好,细致容易理解,作为入门书籍相当棒。

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