【操作系统】十分钟了解关于TCP/IP网络的基础知识（二）ARP、路由器、DHCP、DNS以及TCP/IP_设备驱动程序之上是ip协议,ip协议之上是tcp协议,再往上才是应用程序,比如浏览器或

承接上篇文章（十分钟了解关于TCP/IP网络的基础知识）

五. ARP（地址解析协议）

         虽说使用IP地址确实方便了我们使用者记忆以及整理归类、寻找信息的发送目的地，但是最终接收数据的地方，还是MAC地址，于是乎，为了实现有IP地址到MAC地址的转换，引入了名为ARP（Address Resolution Protocol）又称之为地址解析协议。

       ARP通过广播（Broadcast，这是个专业名词，后面还会继续提起）的方式对LAN中所有的计算机提问：“哎，谁IP地址是10.165.7.116（上篇文章中的例子）呀？你MAC地址多少啊，快过来登记一下！”，如果有哪台计算机回复了MAC地址，那么IP地址和MAC地址的对应关系也就明确了。

       但要是每次临到要用的时候在进行广播询问，那么查询的效率就会降低，所以ARP提供了缓存的功能，提前向各个计算机广播一遍并且存储起来，这种存起来的对应关系信息称之为“ARP缓存表”，我们可以使用arp  -a 命令来查看保存在本地的ARP缓存表：

六．路由器的作用

         在一个LAN中，IP地址中的网络部分就可以代表了这个LAN的全部计算机，而路由器就是将多个LAN连接器形成一张大网（也就是传说中的互联网）。

        我们来设想一下，当一个LAN（举例为A）内计算机想把数据发送给另外一个LAN（举例为B）的计算机时会发生什么呢（如果是发送给本LAN的就不用经过路由器了）？可以肯定的是，发送数据时会把LAN（举例为B）的IP地址也附加上，发送到路由器那去，而路由器通过解析数据上的IP地址了解到数据是发往互联网的，就把它发送到LAN外去（此乃路由器的工作原理）。但像互联网这种传输路径错综复杂的网络，路由器是怎么知道数据要传到哪里的呢？

                                           路由表！！

       神奇的是路由表会记录通往与之相邻的路由器路径，并不会记录全世界访问的所有传输路径，要是路由表没有找到，就从相邻的路由表那里找，一步一步到达目的地：

我们可以通过指令route print来查看路由表：

PS：图上的跃点数可以理解为权重，由某个算法决定，比如数据传输过程中经过的路由器数量。如果遇到多条候选路径都可以通往目的地的情况，路由器就会选择跃点数较小的那条路径。

PSplus：使用tracert 指令可以查看路由器的路由过程：

       如图上指令所示，为了跟踪寻找到www.baidu.com 的ip地址，从第一行一直到第十三行，都是所搜索过的IP地址，到了11次终于到达了目标地址。

七.DHCP服务器的作用

   

         图上的设置虽说可以手动设置IP地址以及子网掩码，但是大多数情况下还是会选择“自动获得IP地址”，这个选项会让计算机在启动时就从DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol）又称动态主机设置协议，服务器中获取到IP地址和子网掩码，并自动配置。

       DHCP服务器上记录着空余可以被分配到LAN内计算机的IP地址范围和子网掩码的值。作为DHCP客户端的计算机在启动时，就可以从中知道那些IP地址还没有分配给其他计算机。

八．DNS域名系统服务器

        上个例子的图中还可以看到一项“自动获得DNS服务器地址”，其中的DNS（Domain Name System）又称之为域名系统服务器，其作用在于把主机名解析成IP地址。我们可以用ipconfig  /all来获取到主机名和域名：

        如图中所示，“ma50j”是主机名，“yzw.co.jp”是域名，所以完整的域名就叫做“ma50j. yzw.co.jp”。我们在互联网的实际使用中，其实并不会直接使用到IP地址、MAC地址这种这么直接的数字来表达，反而是使用一些类似于www.baidu.com这种域名，再通过DNS服务器解析成IP地址。DNS服务器和前面说过的路由表一样被部署在LAN中，记录着IP地址和域名之间的关系，如果一个DNS服务器无法解析域名，就会通过其他LAN的DNS服务器来询问解析。

       通过使用指令我们可以查看到域名和ip地址之间的关系：

         如图上所示，通过搜索可以查到www.baidu.com的IP与域名之间的关系。

九.TCP/IP网络的层级模型

       我们经常可以看到TCP/IP协议这个专业名词在网络基础知识之中，IP协议用于指定数据发送目的地的IP地址以及通过路由器转发数据，而TCP协议则通过数据发送者和接收者相互回应对方发来的确认信息，进而安全地传输数据，像这种数据传输方式通常称之为“握手”：

         TCP协议中规定，发送者要把原始的大数据分割成以“包”为单位的数据单元发送，接收者通过把“包”拼装在一起还原出原始数据（其实还会附加各种各样的验证信息）：

         硬件上发送数据的是网卡。在网卡之上是设备驱动程序（用于控制 网卡这类硬件的程序），设备驱动程序之上是实现了 IP 协议的程序，IP 程序之上则是实现了 TCP 协议的程序，而再往上才是应用程序：

         TCP 协议使用被称作“TCP 端口号”的数 字识别上层的应用程序。TCP 端口号中有一些是预先定义好的，比如 Web 使用 80 端口，电子邮件使用25端口（用于发送）和110端口（用于接收）。

PS：推荐大家看一下《计算机是怎么跑起来的》这本书，这两篇文章都是这本书做的笔记