网络通信原理

                                 网络基础知识
序言
网络我们天天都在用，但是网络之间的通信原理到底是怎么样的，为什么有些服务器有固定的IP，而且内往外网都能访问，我们自己机器上的应用程序，在同一网段（局域网）中就可以访问，外面的网络就不能访问， 还有在某些公司内部出了上技术网站外，其他的网站就不能上呢，还有就是有些时候我们的电脑可以浏览网页，但是挂不了qq等等，还有就是网上经常有人在说他们家的电脑被比人黑了，好多企业也在开发一些网络流量监控程序，甚至有些不法分子尽然可以监控客户端电脑上的所有操作，他们到底在网络上做了什么手脚，还有我们的电脑到底是出了什么问题呢，带着这些疑问，我就开始在网上查资料。希望找到迷惑我很久的答案，现在把我的理解写下来，以备不时之需。
   首先在这里整理一些在网络中的知识点：
一：网络的分层结构
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网络的结构
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1：网络分层结构
   现在流行的网络协议http/ip,其实他们分层的，从我们的光缆到我们的网络应用，业界通常把他们分为五层结构：物理层—>数据链路层-->网络层-->网络传输层-->应用层
如下就是分层结构图：

　　其中，对于TCP传输协议，客户端在于服务器建立连接前需要经过TCP三层握手，过程如下：



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网络协议结构图和分析（在文件上传下载和网络抓包监控很有用的）
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2：在网络中无非是请求-响应的一个过程，而他们之间究竟传输了什么东西?以下就把他们常用的传输的数据格式（协议格式）：
请求响应的协议结构图如下：

请求响应的例子：

二：网络协议（例子）
<1>：请求头格式
a) 通用头(general-header)：
Cache-Control：客户端希望服务端如何缓存自己的请求数据，如"Cache-Control: no-cache"，"Cache-Control: max-age=0"；
Connection：客户端是否希望与服务端之间保持长连接，如"Connection: close", "Connection: keep-alive"；
Date：只有当请求方法为POST或PUT方法时客户端才可能会有些字段；
Pragma：包含了客户端一些特殊请求信息，如 "Pragma: no-cache" 客户端希望代理或应用服务器不应缓存与该请求相关的结果数据；
Via：一般用在代理网关向应用服务器发送的请求头中，表明该来自客户端的请求经过了网关代理，
     格式为："Via: 请求协议版本  网关标识   [其它信息] "，
     如 ：" Via: 1.1  webcache_250_199.hexun.com:80 (squid)"
b) 请求头(request-header)：
Accept： 表明客户同端可接受的请求回应的媒体类型范围列表。星号“*”用于按范围将类型分组，用“*/*”指示可接受全部类型；用“type/*”指示可接受 type类型的所有子类型，如“ Accept: image/gif, image/jpeg, */*”；
Accept-Charset：客户端所能识别的字符集编码格式，格式：“Accept-Charset: 字符集1[:权重]，字符集2[:权重]”，如：“ Accept-Charset: iso-8859-5, unicode-1-1;q=0.8”；
Accept-Language：客户端所能识别的语言，格式：“Accept-Language: 语言1[:权重]，语言2[:权重]”，如：” Accept-Language: zh, en;q=0.7”；
Host：客户请求的主机域名或主机IP，格式：“Host: 域名或IP[:端口号]”，如：“Host: www.hexun.com:80“，请求行中若有HTTP/1.1则必须有该请求头；
User-Agent：表明用户所使用的浏览器标识，主要用于统计的目的；
Referer：指明该请求是从哪个关联连接而来；
Accept-Encoding：客户端所能识别的编码压缩格式，如：“Accept-Encoding: gzip, deflate”；
If- Modified-Since：该字段与客户端缓存相关，客户端所访问的URL自该指定日期以来在服务端是否被修改过，如果修改过则服务端返回新的修改后 的信息，如果未修改过则服务器返回304表明此请求所指URL未曾修改过，如：“If-Modified-Since: Fri, 2 Sep 2006 19:37:36 GMT”；
If-None-Match：该字段与客户端缓存相关，客户端发送URL请求的同时发送该字段及标识，如 果服务端的标识与客户端的标识一致，则返回304表明此URL未修改过，如果不一致则服务端返回完整的数据信息，如：“If-None-Match: 0f0a893aad8c61:253, 0f0a893aad8c61:252, 0f0a893aad8c61:251”；
Cookie：为扩展字段，存储于客户端，向同一域名的服务端发送属于该域的cookie，如：“Cookie: MailUserName=whouse”；
c) 实体头(entity-header): (此类头存在时要求有数据体)
Content-Encoding：客户端所能识别的编码压缩格式，如：“Content-Encoding: gzip, deflate”；
Content-Length：客户端以POST方法上传数据时数据体部分的内容长度，如：“ Content-Length: 24”；
Content- Type：客户端发送的数据体的内容类型，如：“Content-Type: application/x-www-form-urlencoded”为以普通的POST方法发送的数据；“Content-Type: multipart/form-data; boundary=---------------------------5169208281820”，则表明数据体由多部分组成，分隔符为 “-----------------------------5169208281820”；
<2>响应格式
a) 通用头(general-header)：
Cache- Control：服务端要求中间代理及客户端如何缓存自己响应的数据，如“Cache-Control: no-cache”，如：“Cache-Control: private” 不希望被缓存，“Cache-Control: public” 可以被缓存；
Connection：服务端是否希望与客户端之间保持长连接，如“Connection: close”, “Connection: keep-alive”；
Date：只有当请求方法为POST或PUT方法时客户端才可能会有些字段；
Pragma：包含了服务端一些特殊响应信息，如 “Pragma: no-cache” 服务端希望代理或客户端不应缓存结果数据；
Transfer-Encoding：服务端向客户端传输数据所采用的传输模式(仅在HTTP1.1中出现)，如：“Transfer-Encoding: chunked”，注：该字段的优先级要高于“Content-Length”　字段的优先级；
b）响应头(response-header)：
Accept-Ranges：表明服务端接收的数据单位，如：“Accept-Ranges: bytes”, ；
Location：服务端向客户端返回此信息以使客户端进行重定向，如：“Location: http://www.hexun.com”；
Server：服务端返回的用于标识自己的一些信息，如：“ Server: Microsoft-IIS/6.0”；
ETag：服务端返回的响应数据的标识字段，客户端可根据此字段的值向服务器发送某URL是否更新的信息；
c）实体头(entity-header): (此类头存在时要求有数据体)
Content-Encoding：服务端所响应数据的编码格式，如：“Content-Encoding: gzip”；
Content-Length：服务端所返回数据的数据体部分的内容长度，如：“ Content-Length: 24”；
Content-Type：服务端所返回的数据体的内容类型，如：“Content-Type: text/html; charset=gb2312” ；
Set-Cookie：服务端返回给客户端的cookie数据，如：“ Set-Cookie: ASP.NET_SessionId=icnh2ku2dqlmkciyobgvzl55; path=/”
<3>服务器返回状态码
1xx：表明服务端接收了客户端请求，客户端继续发送请求；
2xx：客户端发送的请求被服务端成功接收并成功进行了处理；
3xx：服务端给客户端返回用于重定向的信息；
4xx：客户端的请求有非法内容；
5xx：服务端未能正常处理客户端的请求而出现意外错误。
举例：
“100”  ; 服务端希望客户端继续；
“200”  ; 服务端成功接收并处理了客户端的请求；
“301”  ; 客户端所请求的URL已经移走，需要客户端重定向到其它的URL；
“304”  ; 客户端所请求的URL未发生变化；
“400”  ; 客户端请求错误；
“403”  ; 客户端请求被服务端所禁止；
“404”  ; 客户端所请求的URL在服务端不存在；
“500”  ; 服务端在处理客户端请求时出现异常；
“501”  ; 服务端未实现客户端请求的方法或内容；
“502”  ; 此为中间代理返回给客户端的出错信息，表明服务端返回给代理时出错；
“503”  ; 服务端由于负载过高或其它错误而无法正常响应客户端请求；
“504”  ; 此为中间代理返回给客户端的出错信息，表明代理连接服务端出现超时。
<4>以下是常用的一些请求响应的格式
a)Get方式请求html：

b)Post请求html：

c)通过HTTP代理发送GET请求：

d)POST方式上传文件：

三：网络通信原理
上面讲了网络的协议，现在讲一下通信的原理
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网络通信原理
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在将这一块的时候，先打一个比方的例子：
<一>基本概念
在例子之前先弄清记个概念：
1：DNS
基本定义：
DNS 是域名系统 (Domain Name System) 的缩写，它是由解析器和域名服务器组 成的。域名服务器是指保存有该网络中所有主机的域名和对应IP地址，并具有将域名转换为IP地址功能的服务器。其中域名必须对应一个IP地址，而IP地址 不一定有域名。域名系统采用类似目录树的等级结构。域名服务器为客户机/服务器模式中的服务器方，它主要有两种形式：主服务器和转发服务器。将域名映射为IP地址的过程就称为“域名解析”。在Internet上域名与IP地址之间是一对一（或者多对一）的，域名虽然便于人们记忆，但机器之间只能互相认识IP地址，它们之间的转换工作称为域名解析，域名解析需要由专门的域名解析服务器来完成，DNS就是进行域名解析的服务器。 DNS 命名用于 Internet 等 TCP/IP 网络中，通过用户友好的名称查找计算机和服务。当用户在应用程序中输入 DNS 名称时，DNS 服务可以将此名称解析为与之相关的其他信息，如 IP 地址。因为，你在上网时输入的网址，是通过域名解析系统解析找到了相对应的IP地址，这样才能上网。其实，域名的最终指向是IP。
　　在IPV4中IP是由32位二进制数组成的，将这32位二进制数分成4组每组8个二进制数，将这8个二进制数转化成十进制数，就是我们看到的IP地址，其范围是在0～255之间。因为，8个二进制数转化为十进制数的最大范围就是0～255。现在已开始试运行、将来必将代替IPv4的IPV6中，将以128位二进制数表示一个IP地址。
　　大家都知道，当我们在上网的时候，通常输入的是网址，其实这就是一个域名，而我们计算机网络上的计算机彼此之间只能用IP地址才能相互识别。再如，我们去一WEB服务器中请求一WEB页面，我们可以在浏览器中输入网址或者是相应的IP地址，例如我们要上新浪网，我们可以在IE的地址栏中输入网址，也可输入IP地址，但是这样子的IP地址我们记不住或说是很难记住，所以有了域名的说法，这样的域名会让我们容易的记住。
　　DNS：Domain Name System 域名管理系统 域名是由圆点分开一串单词或缩写组成的，每一个域名都对应一个惟一的IP地址，这一命名的方法或这样管理域名的系统叫做域名管理系统。
申请了DNS后，客户可以自己为域名作解析，或增设子域名。客户申请DNS时，建议客户一次性申请两个。
常用dns故障检查方案：
在实际应用过程中可能会遇到DNS解析错误的问题，就是说当我们访问一个域名时无法完成将其解析到IP地址的工作，而直接输入网站IP却可以正常访问，这 就是因为DNS解析出现故障造成的。这个现象发生的机率比较大，所以本文将从零起步教给各位读者一些基本的排除DNS解析故障的方法。
　　什么是DNS解析故障？
　　一般来说像我们访问的地址都叫做域名，而众所周知网络中的任何一个主机都是IP地址来标识的，也就是说只有知道了这个站点的IP地址才能够成功实现访问操作。
　　不过由于IP地址信息不太好记忆，所以网络中出现了域名这个名字，在访问时我们这需要输入这个 好记忆的域名即可，网络中会存在着自动将相应的域名解析成IP地址的服务器，这就是DNS服务器。能够实现DNS解析功能的机器可以是自己的计算机也可以 是网络中的一台计算机，不过当DNS解析出现错误，例如把一个域名解析成一个错误的IP地址，或者根本不知道某个域名对应的IP地址是什么时，我们就无法 通过域名访问相应的站点了，这就是DNS解析故障。
　　出现DNS解析故障最大的症状就是访问站点对应的IP地址没有问题，然而访问他的域名就会出现错误。
　　当我们的计算机出现了DNS解析故障后不要着急，解决的方法也很简单。
　　（1）用nslookup(网路查询)来判断是否真的是DNS解析故障：
　　要想百分之百判断是否为DNS解析故障就需要通过系统自带的NSLOOKUP来解决了。
　　第一步：确认自己的系统是windows 2000和windows xp以上操作系统，然后通过“开始->运行->输入CMD”后回车进入命令行模式。
　　第二步：输入nslookup命令后回车，将进入DNS解析查询界面。
　　第三步：命令行窗口中会显示出当前系统所使用的DNS服务器地址，例如笔者的DNS服务器IP为202.106.0.20。
　　第四步：接下来输入你无法访问的站点对应的域名。假如不能访问的话，那么DNS解析应该是不能 够正常进行的。我们会收到DNS request timed out，timeout was 2 seconds的提示信息。这说明我们的计算机确实出现了DNS解析故障。
　　小提示：如果DNS解析正常的话，会反馈回正确的IP地址。
　　（2）查询DNS服务器工作是否正常：
　　这时候我们就要看看自己计算机使用的DNS地址是多少了，并且查询他的运行情况。
　　第一步：确认自己的系统是windows 2000和windows xp以上操作系统，然后通过“开始->运行->输入CMD”后回车进入命令行模式。
　　第二步：输入ipconfig /all命令来查询网络参数。
　　第三步：在ipconfig /all显示信息中我们能够看到一个地方写着DNS SERVERS，这个就是我们的DNS服务器地址。例如笔者的是202.106.0.20和202.106.46.151。从这个地址可以看出是个外网地 址，如果使用外网DNS出现解析错误时，我们可以更换一个其他的DNS服务器地址即可解决问题。
　　第四步：如果在DNS服务器处显示的是自己公司的内部网络地址，那么说明你们公司的DNS解析 工作是交给公司内部的DNS服务器来完成的，这时我们需要检查这个DNS服务器，在DNS服务器上进行nslookup操作看是否可以正常解析。解决 DNS服务器上的DNS服务故障，一般来说问题也能够解决。
　　（3）清除DNS缓存信息法：
　　当计算机对域名访问时并不是每次访问都需要向DNS服务器寻求帮助的，一般来说当解析工作完成 一次后，该解析条目会保存在计算机的DNS缓存列表中，如果这时DNS解析出现更改变动的话，由于DNS缓存列表信息没有改变，在计算机对该域名访问时仍 然不会连接DNS服务器获取最新解析信息，会根据自己计算机上保存的缓存对应关系来解析，这样就会出现DNS解析故障。这时我们应该通过清除DNS缓存的 命令来解决故障。
　　第一步：通过“开始->运行->输入CMD”进入命令行模式。
　　第二步：在命令行模式中我们可以看到在ipconfig /?中有一个名为/flushdns的参数，这个就是清除DNS缓存信息的命令。
　　第三步：执行ipconfig /flushdns命令，当出现“successfully flushed the dns resolver cache”的提示时就说明当前计算机的缓存信息已经被成功清除。
　　第四步：接下来我们再访问域名时，就会到DNS服务器上获取最新解析地址，再也不会出现因为以前的缓存造成解析错误故障了。
　　（4）修改HOSTS（主机）文件法：
　　修改HOSTS法就是把HOSTS文件中的DNS解析对应关系进行修改，从而实现正确解析的目的。因为在本地计算机访问某域名时会首先查看本地系统中的HOSTS文件，HOSTS文件中的解析关系优先级大于DNS服务器上的解析关系。
　　这样当我们希望把某个域名与某IP地址绑定的话，就可以通过在HOSTS文件中添加解析条目来实现。
　　第一步：通过“开始->搜索”，然后查找名叫hosts的文件。
　　第二步：当然对于已经知道他的路径的读者可以直接进入c:\windows\system32\drivers\etc目录中找到HOSTS文件。如果你的系统是windows 2000，那么应该到c:\winnt\system32\drivers\etc目录中寻找。
　　第三步：双击HOSTS文件，然后选择用“记事本”程序将其打开。
　　第四步：之后我们就会看到HOSTS文件的所有内容了，默认情况下只有一行内容“127.0.0.1 localhost”。（其他前面带有#的行都不是真正的内容，只是帮助信息而已）
　　第五步：将你希望进行DNS解析的条目添加到HOSTS文件中，具体格式是先写该域名对应的IP地址，然后空格接域名信息。
　　第六步：设置完毕后我们访问网址时就会自动根据是在内网还是外网来解析了。
DNS查询
　　DNS查询可以有两种解释，一种是指客户端查询指定DNS服务器上的资源记录（如A记录），另一种是指查询FQDN名的解析过程。
　　一、查询DNS服务器上的资源记录
　　您可以在Windows平台下，使用命令行工具，输入nslookup，返回的结果包括域名对应的IP地址（A记录）、别名（CNAME记录）等。除了以上方法外，还可以通过一些DNS查询站点如国外的国内的 查询域名的DNS信息。
　　二、FQDN名的解析过程查询
　　若想跟踪一个FQDN名的解析过程，在Linux Shell下输入dig www +trace，返回的结果包括从跟域开始的递归或迭代过程，一直到权威域名服务器。

2：网关
基本定义：
    网关(Gateway)就是一个网络连接到另一个网络的“关口”。 网关不能完全归为一种网络硬件。用概括性的术语来讲，它们应该是能够连接不同网络的软件和硬件的结合产品。特别地，它们可以使用不同的格式、通信协议或结 构连接起两个系统。网关实际上通过重新封装信息以使它们能被另一个系统读取。为了完成这项任务，网关必须能运行在O S I 模型的几个层上。网关必须同应用通信，建立和管理会话，传输已经编码的数据，并解析逻辑和物理地址数据。网关实质上是一个网络通向其他网络的IP地址。比如有网络A和网络B，网络A的IP地址范围为“192.168.1.1~192. 168.1.254”，子网掩码为255.255.255.0；网络B的IP地址范围为“192.168.2.1~192.168.2.254”，子网掩码为255.255.255.0。在没有路由器的情况下，两个网络之间是不能进行TCP/IP通信的，即使是两个网络连接在同一台交换机(或集线器)上，TCP/IP协议也会根据子网掩码(255.255.255.0)判定两个网络中的主机处在不同的网络里。而要实现这两个网络之间的通信，则必须通过网关。如果网络A中的主机发现数据包的目的主机不在本地网络中，就把数据包转发给它自己的网关，再由网关转发给网络B的网关，网络B的网关再转发给网络B的某个主机(如附图所示)。网络B向网络A转发数据包的过程。
　　所以说，只有设置好网关的IP地址，TCP/IP协议才能实现不同网络之间的相互通信。那么这个IP地址是哪台机器的IP地址呢？网关的IP地址是具有路由功能的设备的IP地址，具有路由功能的设备有路由器、启用了路由协议的服务器(实质上相当于一台路由器)、代理服务器(也相当于一台路由器)。
　　在和 Novell NetWare 网络交互操作的上下文中，网关在 Windows 网络中使用的服务器信息块 (SMB) 协议以及 NetWare 网络使用的 NetWare 核心协议 (NCP) 之间起着桥梁的作用。网关也被称为 IP 路由器
设置网关：
网关（gateway）IP即路由器(route)IP。但这个IP必须在网段内。路由器连接着几个网段就应该拥有几个不同IP。
1. 手动设置
　　手动设置适用于电脑数量比较少、TCP/IP参数基本不变的情况，比如只有几台到十几台电脑。因为这种方法需要在联入网络的每台电脑上设置“默认网关”，非常费劲，一旦因为迁移等原因导致必须修改默认网关的IP地址，就会给网管带来很大的麻烦，所以不推荐使用。
　　在Windows 9x中，设置默认网关的方法是在“网上邻居”上右击，在弹出的菜单中点击“属性”，在网络属性对话框中选择“TCP/IP协议”，点击“属性”，在“默认网关”选项卡中填写新的默认网关的IP地址就可以了。
　　需要特别注意的是：默认网关必须是电脑自己所在的网段中的IP地址，而不能填写其他网段中的IP地址。
2. 自动设置
　　自动设置就是利用DHCP服务器来 自动给网络中的电脑分配IP地址、子网掩码和默认网关。这样做的好处是一旦网络的默认网关发生了变化时，只要更改了DHCP服务器中默认网关的设置，那么 网络中所有的电脑均获得了新的默认网关的IP地址。这种方法适用于网络规模较大、TCP/IP参数有可能变动的网络。
　　另外一种自动获得网关的办法是通过安装代理服务器软件（如MS Proxy）的客户端程序来自动获得，其原理和方法和DHCP有相似之处。由于篇幅所限，就不再详述了。
　　如果开始看路由知识的话，就会容易明白了，
　　进入命令行模式：
　　c:\>route print
　　会有一条路由：
　　0.0.0.0 0.0.0.0 默认网关的IP 接口（机器的IP） 跳数
　　比如我的机器：
　　0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.100.254 192.168.100.233 1
　　意思是：所有的需要转发的数据包，都经过默认网关的IP（接口）发送出去，当然返回也是从那里经过
3：路由器
基本定义：
所谓路由就是指通过相互连接的网络把信息从源地点移动到目标地点的活动。一般来说，在路由过程中，信息至少会经过一个或多个中间节点。通常，人们会把路由和交换机进行对比，这主要是因为在普通用户看来两者所实现的功能是完全一样的。其实，路由和交换之间的主要区别就是交换发生在OSI参考模型的第二层（数据链路层），而路由发生在第三层，即网络层。这一区别决定了路由和交换在移动信息的过程中需要使用不同的控制信息，所以两者实现各自功能的方式是不同的。 
路由器（Router）是互联网的主要节点设备。路由器通过路由决定数据的转发。转发策略称为路由选择（routing），这也是路由器名称的由来（router，转发者）。作为不同网络之间互相连接的枢纽，路由器系统构成了基于 TCP/IP 的国际互联网络 Internet 的主体脉络，也可以说，路由器构成了 Internet的骨架。它的处理速度是网络通信的主要瓶颈之一，它的可靠性则直接影响着网络互连的质量。因此，在园区网、地区网、乃至整个 Internet 研究领域中，路由器技术始终处于核心地位，其发展历程和方向，成为整个 Internet 研究的一个缩影。在当前我国网络基础建设和信息建设方兴未艾之际，探讨路由器在互连网络中的作用、地位及其发展方向，对于国内的网络技术研究、网络建设，以及明确网络市场上对于路由器和网络互连的各种似是而非的概念，都有重要的意义。

路由器原理：
路由器（Router）是用于连接多个逻辑上分开的网络，所谓逻辑网络是代表一个单独的网络或者一个子网。当数据从一个子网传输到另一个子网时，可通过路由器来完成。因此，路由器具有判断网络地址和选择路径的功能，它能在多网络互联环境中，建立灵活的连接，可用完全不同的数据分组和介质访问方法连接各种子网，路由器只接受源 站或其他路由器的信息，属网络层的一种互联设备。它不关心各子网使用的硬件设备，但要求运行与网络层协议相一致的软件。路由器分本地路由器和远程路由器，本地路由器是用来连接网络传输介质的，如光纤、同轴电缆、双绞线；远程路由器是用来连接远程传输介质，并要求相应的设备，如电话线要配调制解调器，无线要通过无线接收机、发射机。
其工作原理如下：　
　　（1）工作站A将工作站B的地址12.0.0.5连同数据信息以数据帧的形式发送给路由器1。　
　　（2）路由器1收到工作站A的数据帧后，先从包头中取出地址12.0.0.5，并根据路径表计算出发往工作站B的最佳路径：R1->R2->R5->B；并将数据包发往路由器2。　
　　（3）路由器2重复路由器1的工作，并将数据包转发给路由器5。　
　　（4）路由器5同样取出目的地址，发现12.0.0.5就在该路由器所连接的网段上，于是将该数据包直接交给工作站B。　
　　（5）工作站B收到工作站A的数据帧，一次通信过程宣告结束。
　　事实上，路由器除了上述的路由选择这一主要功能外，还具有网络流量控制功能。有的路由器仅支持单一协议，但大部分路由器可以支持多种协议的传输，即多协议路由器。由于每一种协议都有自己的规则，要在一个路由器中完成多种协议的算法，势必会 降低路由器的性能。因此，我们以为，支持多协议的路由器性能相对较低。用户购买路由器时，需要根据自己的实际情况，选择自己需要的网络协议的路由器。
　　近年来出现了交换路由器产品，从本质上来说它不是什么新技术，而是为了提高通信能力，把交换机的原理组合到路由器中，使数据传输能力更快、更好。
路由器作用：
路由器的一个作用是连通不同的网络，另一个作用是选择信息传送的线路。选择通畅快捷的近路，能大大提高通信速度，减轻网络系统通信负荷，节约网络系统资源，提高网络系统畅通率，从而让网络系统发挥出更大的效益来。
　　从过滤网络流量的角度来看，路由器的作用与交换机和网桥非常相似。但是与工作在网络物理层，从物理上划分网段的交换机不同，路由器使用专门的软件协议从逻辑上对整个网络进行划分。例如，一台支持IP协议的路由器可以把网络划分成多个子网段，只有指向特殊IP地址的网络流量才可以通过路由器。对于每一个接收到的数据包，路由器都会重新计算其校验值，并写入新的物理地址。因此，使用路由器转发和过滤数据的速度往往要比只查看数据包物理地址的交换机慢。但是，路由器对于那些结构复杂的网络，使用路由器可以提高网络的整体效率。路由器的另外一个明显优势就是可以自动过滤网络广播。从总体上说，在网络中添加路由器的整个安装过程要比即插即用的交换机复杂很多。
　　一般说来，异种网络互联与多个子网互联都应采用路由器来完成。
　　路由器的主要工作就是为经过路由器的每个数据帧寻找一条最佳传输路径，并将该数据有效地传送到目的站点。由此可见，选择最佳路径的策略即路由算法是 路由器的关键所在。为了完成这项工作，在路由器中保存着各种传输路径的相关数据－－路径表（Routing Table），供路由选择时使用。路径表中保存着子网的标志信息、网上路由器的个数和下一个路由器的名字等内容。路径表可以是由系统管理员固定设置好的， 也可以由系统动态修改，可以由路由器自动调整，也可以由主机控制。
　　1．静态路径表
　　由系统管理员事先设置好固定的路径表称之为静态（static）路径表，一般是在系统安装时就根据网络的配置情况预先设定的，它不会随未来网络结构的改变而改变。
　　2．动态路径表
　　动态（Dynamic）路径表是路由器根据网络系统的运行情况而自动调整的路径表。路由器根据路由选择协议（Routing Protocol）提供的功能，自动学习和记忆网络运行情况，在需要时自动计算数据传输的最佳路径。
路由算法：
1）LS算法
　　采用LS算法时，每个路由器必须遵循以下步骤：
ls算法的步骤流程
　　1、确认在物理上与之相连的路由器并获得它们的IP地址。当一个路由器开始工作后，它首先向整个网络发送一个“HELLO”分组数据包。每个接收到数据包的路由器都将返回一条消息，其中包含它自身的IP地址。
　　2、测量相邻路由器的延时（或者其他重要的网络参数，比如平均流量）。为做到这一点，路由器向整个网络发送响应分组数据包。每个接收到数据包的路由器返回一个应答分组数据包。将路程往返时间除以2，路由器便可以计算出延时。（路程往返时间是网络当前延迟的量度，通过一个分组数据包从远程主机返回的时间来测量。）该时间包括了传输和处理两部分的时间——也就是将分组数据包发送到目的地的时间以及接收方处理分组数据包和应答的时间。
　　3、向网络中的其他路由器广播自己的信息，同时也接收其他路由器的信息。
　　在这一步中，所有的路由器共享它们的知识并且将自身的信息广播给其他每一个路由器。这样，每一个路由器都能够知道网络的结构以及状态。
　　4、使用一个合适的算法，确定网络中两个节点之间的最佳路由。
在这一步中，路由器选择通往每一个节点的最佳路由。它们使用一个算法来实现这一点，如Dijkstra最 短路径算法。在这个算法中，一个路由器通过收集到的其他路由器的信息，建立一个网络图。这个图描述网络中的路由器的位置以及它们之间的链接关系。每个链接 都有一个数字标注，称为权值或成本。这个数字是延时和平均流量的函数，有时它仅仅表示节点间的跃点数。例如，如果一个节点与目的地之间有两条链路，路由器 将选择权值最低的链路。

2）Dijkstra算法执行下列步骤：
1、路由器建立一张网络图，并且确定源节点和目的节点，在这个例子里我们设为V1和V2。然后 路由器建立一个矩阵，称为“邻接矩阵”。在这个矩阵中，各矩阵元素表示权值。例如，[i, j]是节点Vi与Vj之间的链路权值。如果节点Vi与Vj之间没有链路直接相连，它们的权值设为“无穷大”。
　　2、路由器为网路中的每一个节点建立一组状态记录。此记录包括三个字段：
　　前序字段——表示当前节点之前的节点。
　　长度字段——表示从源节点到当前节点的权值之和。
　　标号字段——表示节点的状态。每个节点都处于一个状态模式：“永久”或“暂时”。
　　3、路由器初始化（所有节点的）状态记录集参数，将它们的长度设为“无穷大”，标号设为“暂时”。
　　4、路由器设置一个T节点。例如，如果设V1是源T节点，路由器将V1的标号更改为“永久”。当一个标号更改为“永久”后，它将不再改变。一个T节点仅仅是一个代理而已。
　　5、路由器更新与源T节点直接相连的所有暂时性节点的状态记录集。
　　6、路由器在所有的暂时性节点中选择距离V1的权值最低的节点。这个节点将是新的T节点。
　　7、如果这个节点不是V2（目的节点），路由器则返回到步骤5。
8、如果节点是V2，路由器则向前回溯，将它的前序节点从状态记录集中提取出来，如此循环，直到提取到V1为止。这个节点列表便是从V1到V2的最佳路由。
3）链路状态算法
　　链路状态算法（也称最短路径算法）发送路由信息到互联网上所有的结点，然而对于每个路由器，仅发送它的路由表中描述了其自身链路状态的那一部分。
 
4）距离向量算法
距离向量算法（也称为Bellman-Ford算法）则要求每个路由器发送其路由表全部或部分信息，但仅发送到邻近结点上。从本质上来说，链路状态算法将 少量更新信息发送至网络各处，而距离向量算法发送大量更新信息至邻接路由器。 ——由于链路状态算法收敛更快，因此它在一定程度上比距离向量算法更不易产生路由循环。但另一方面，链路状态算法要求比距离向量算法有更强的CPU能力和 更多的内存空间，因此链路状态算法将会在实现时显得更昂贵一些。
4:交换机
工作在数据链路层。交换机拥有一条很高带宽的背部总线和内部交换矩阵。交换机的所有的端口都挂接在这条背部总线上，控制电路收到数据包以后，处理端口会查 找内存中的地址对照表以确定目的MAC（网卡的硬件地址）的NIC（网卡）挂接在哪个端口上，通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口，目的MAC若 不存在，广播到所有的端口，接收端口回应后交换机会“学习”新的地址，并把它添加入内部MAC地址表中。使用交换机也可以把网络“分段”，通过对照MAC 地址表，交换机只允许必要的网络流量通过交换机。通过交换机的过滤和转发，可以有效的减少冲突域，但它不能划分网络层广播，即广播域。交换机在同一时刻可 进行多个端口对之间的数据传输。每一端口都可视为独立的网段，连接在其上的网络设备独自享有全部的带宽，无须同其他设备竞争使用。当节点A向节点D发送数 据时，节点B可同时向节点C发送数据，而且这两个传输都享有网络的全部带宽，都有着自己的虚拟连接。假使这里使用的是10Mbps的以太网交换机，那么该 交换机这时的总流通量就等于2×10Mbps=20Mbps，而使用10Mbps的共享式HUB时，一个HUB的总流通量也不会超出10Mbps。总之， 交换机是一种基于MAC地址识别，能完成封装转发数据包功能的网络设备。交换机可以“学习”MAC地址，并把其存放在内部地址表中，通过在数据帧的始发者 和目标接收者之间建立临时的交换路径，使数据帧直接由源地址到达目的地址。
5:局域网
局域网（Local Area Network）是在一个局部的地理范围内(如一个学校、工厂和机关内)，将各种计算机。外部设备和数据库等互相联接起来组成的计算机通信网。它可以通过 数据通信网或专用数据电路，与远方的局域网、数据库或处理中心相连接，构成一个大范围的信息处理系统。简称LAN，是指在某一区域内由多台计算机互联成的计算机组。“某一区域”指的是同一办公室、同一建筑物、同一公司和同一学校等，一般是方圆几千米以内。局域网可以实现文件管理、应用软件共享、打印机共享、扫描仪共享、工作组内的日程安排、电子邮件和传真通信服务等功能。局域网是封闭型的，可以由办公室内的两台计算机组成，也可以由一个公司内的上千台计算机组成。
    广域网上的每一台电脑（或其他网络设备）都有一个或多个广域网IP地址（或者说公网、外网IP地址），广域网IP地址一般要到ISP处交费之后才能申请 到，广域网IP地址不能重复；局域网（LAN）上的每一台电脑（或其他网络设备）都有一个或多个局域网IP地址（或者说私网、内网IP地址），局域网IP 地址是局域网内部分配的，不同局域网的IP地址可以重复，不会相互影响。
广域网（WAN、公网、外网）与局域网（LAN、私网、内网）电脑交换数据要通过路由器或网关 的NAT（网络地址转换）进行。一般说来，局域网（LAN、私网、内网）内电脑发起的对外连接请求，路由器或网关都不会加以阻拦，但来自广域网对局域网内 电脑连接的请求，路由器或网关在绝大多数情况下都会进行拦截。
6：nat
基本定义：
网络地址转换(NAT,Network Address Translation)属接入广域网(WAN)技术,是一种将私有(保留)地址转化为合法IP地址的转换技术,它被广泛应用于各种类型Internet 接入方式和各种类型的网络中。原因很简单，NAT不仅完美地解决了lP地址不足的问题，而且还能够有效地避免来自网络外部的攻击，隐藏并保护网络内部的计算机。
虽然NAT可以借助于某些代理服务器来实现，但考虑到运算成本和网络性能，很多时候都是在路由器上来实现的。借助于NAT，私有(保留)地址的"内部"网络通过路由器发送数据包时，私有地址被转换成合法的IP地址，一个局域网只需使用少量IP地址(甚至是1个)即可实现私有地址网络内所有计算机与Internet的通信需求。NAT将自动修改IP报文的源IP地址和目的IP地址，Ip地址校验则在NAT处理过程中自动 完成。有些应用程序将源IP地址嵌入到IP报文的数据部分中，所以还需要同时对报文进行修改，以匹配IP头中已经修改过的源IP地址。否则，在报文数据都 分别嵌入IP地址的应用程序就不能正常工作。
网络地址转换实例：
　　示例一：全部采用端口复用地址转换
　　当ISP分配的IP地址数量很少，网络又没有其他特殊需求，即无需为Internet提供网络服务时，可采用端口利用地址转换方式，使网络内的计算机采用同一IP地址访问Internet，在节约IP地址资源的同时，又可有效保护网络内部的计算机。
　　网络环境为：
　　局域网采用10Mb/s光纤，以城域网方式接入Internet。路由器选用拥有2个10 /100 Mb/s自适应端口的Cisco 2611。内部网络使用的IP地址段为192.168.100.1~192.168.100.254，局域网端口Ethernet 0的IP地址为192.168.100.1,子网掩码为255.255.0.0。网络分配的合法IP地址范围为 202.99.160.128~202.99.160.131,连接ISP的端口Ethernet 1的IP地址为202.99.160.129,子网掩码为255.255.255.252。可用于转换的IP地址为202.99.160.130。要求网 络内部的所有计算机均可访问Internet。
　　案例分析：
　　既然只有一个可用的合法IP地址，同时处于局域网的服务器又只为局域网提供服务，而不允许Internet中的主机对其访问，因此完全可以采用端口复用地址转换方式实现NAT，使得网络内的所有计算机均可独立访问Internet。
　　配置清单：
　　interface fastethernet0/0
　　ip address 192.168.100.1 255.255.0.0 //定义本地端口IP地址
　　duplex auto
　　speed auto
　　ip nat inside // 定义为本地端口
　　!
　　interface fastethernet0/1
　　ip address 202.99.160.129 255.255.255.252
　　duplex auto
　　speed auto
　　ip nat outside
　　!
　　ip nat pool onlyone 202.99.160.130 202.99.160.130 netmask 255.255.255.252 //定义合法IP地址池，名称为onlyone
　　access-list 1 permit 192.168.100.0 0.0.0.255 //定义本地访问列表
　　ip nat inside source list1 pool onlyone overload //采用端口复用动态地址转换
　　示例二：动态地址+端口复用地址转换
　　许多FTP网站考虑到服务器性能和Internet连接带宽的占用问题，都限制同一IP地址的 多个进程访问。如果采用端口复地址转换方式，则网络内的所以计算机都采用同一IP地址访问Internet,那么，将因此而被禁止对该网站的访问。所以， 当提供的合法IP地址数量稍多时，可同时采用端口复用和动态地址转换方式，从而既可保证所有用户都能够获得访问Internet的权力，同时，又不致、某 些计算机因使用同一IP地址而被限制权限。需要注意的是，由于所有计算机都采用动态地址转换方式，因此Internet中的所有计算机将无法实现对网络内 部服务器的访问。
　　网络环境：
　　局域网以2Mb/s DDN专线接入Internet，路由器选用安装了广域网模块的Cisco 2611,如图4-2-2所示。内部网络使用的IP地址段为172.16.100.1~172.16.102.254,局域网端口Ethernet 0的IP地址为172.16.100.1,子网掩码为255.255.0.0。网络分配的合法IP地址范围为 202.99.160.128~202.99.160.192,子网掩码为255.255.255.192,可用于转换的IP地址范围为 202.99.160.130~202.99.160.190。要求网络部分的部分计算机可以不受任何限制地访问Internet，服务器无需提供 Internet访问服务。
　　案例分析：
　　既然要求网络中的部分计算机可以不受任何限制地访问Internet,同时，服务器无需提供 Internet访问服务，那么，只需采用动态地址转换+端口复用地址转换方式即可实现。部分有特殊需求的计算机采用动态地址转换的NAT方式，其他计算 机则采用端口复用地址转换的NAT方式。因此，部分有特殊需求的计算机可采用内部网址172.16.100.1~172.16.100.254，并动态转 换为合法地址202.99.160.130~202.99.160.189，其他计算机采用内部网址 172.16.101.1~172.16.102.254,全部转换为202.99.160.190。
　　配置清单：
　　interface fastethernet0/1
　　ip address 10.100.100.1 255.255.255.0 //定义局域网端口IP地址
　　duplex auto
　　speed auto
　　ip nat inside //定义为局域端口
　　!
　　interface serial 0/0
　　ip address 202.99.160.129 255.255.255.192 //定义广域网端口IP地址
　　!
　　duplex auto
　　speed auto
　　ip nat outside //定义为广域端口
　　!
　　ip nat pool public 202.99.160.190 202.130.160.190 netmask 255.255.255.192 //定义合法IP地址池，名称为public
　　ip nat pool super 202.99.160.130 202.130.160.189 netmask 255.255.255.192 //定义合法IP地址池，名称为super
　　access-list1 permit 172.16.100.0 0.0.0.255 //定义本地访问列表1
　　access-list2 permit 172.16.101.0 0.0.0.255 //定义本地访问列表2
　　access-list2 permit 172.16.102.0 0.0.0.255
　　ip nat inside source list1 pool super //定义列表1采用动态地址转换
　　ip nat inside source list2 pool public overload //定义列表2采用端口复用地址转换
　　示例三：静态地址转换+端口复用地址转换
　　其实在很多时候，网络中的服务器既为网络内部的客户提供网络服务，又同时为Internet中 的用户提供访问服务。因此，如果采用端口复用地址转换或动态地址转换，将由于无法确定服务器的IP地址，而导致Internet用户无法实现对网络内部服 务器的访问。此时，就应当采用静态地址转换+端口复用地址转换的NAT方式。也就是说，对服务器采用静态地址转换，以确保服务器拥有固定的合法IP地址。 而对普通的客户计算机则采用端口复用地址转换，使所有用户都享有访问Internet的权力。
　　网络环境为：
　　局域网采用10Mb/s光纤，以城域网方式接入Internet。路由器选用拥有2个10 /100 Mb/s自适应端口的Cisco 2611。内部网络使用的IP地址段为10.18.100.1~10.18.104.254,局域网端口Ethernet 0的IP地址为10.18.100.1,子网掩码为255.255.0.0。网络分配的合法IP地址范围为 211.82.220.80~211.82.220.87，连接ISP的端口Ethernet 1的IP地址为211.82.220.81,子网掩码为255.255.255.248。要求网络内部的所有计算机均可访问Internet，并且在 Internet中提供Web、E-mail、FTP和Media等4种服务。
　　案例分析：
　　既然网络内的服务器要求能够被Internet访问到，那么，这部分主机必须拥有合法的IP地 址，也就是说，服务器必须采用静态地址转换。其他计算机由于没有任何限制，所以，可采用端口复用地址转换的NAT方式。因此，服务器可采用内网址 10.18.100.1~10.18.100.254，并分别映射为一个合法的IP地址。其他计算机则采用内部网址 10.18.101.1~172.16.104.254,并全部转换为一个合法的IP地址。
　　配置清单：
　　interface fastethernet0/0
　　ip address 10.18.100.1 255.255.0.0 //定义局域网口IP地址
　　duplex auto
　　speed auto
　　ip nat inside //定义局域网口
　　!
　　interface fastethernet0/1
　　ip address 211.82.220.81 255.255.255.248 //定义广域网口IP地址
　　duplex auto
　　speed auto
　　ip nat outside //定义广域网口
　　!
　　ip nat pool every 211.82.220.86 211.82.220.86 netmask 255.255.255.248 //定义合法IP地址池
　　access-list 1 permit 10.18.101.0 0.0.0.255 //定义本地访问列表1
　　access-list 1 premit 10.18.102.0 0.0.0.255
　　access-list 1 premit 10.18.103.0 0.0.0.255
　　access-list 1 premit 10.18.104.0 0.0.0.255
　　ip nat inside source list1 pool every overload //定义列表达1采用端口复用地址转换
　　ip nat inside source static 10.18.100.10 211.82.220.82 //定义静态地址转换
　　ip nat inside source static 10.18.100.11 211.82.220.83
　　ip nat inside source static 10.18.100.12 211.82.220.84
　　ip nat inside source static 10.18.100.13 211.82.220.85
　　示例四：TCP/UDP端口NAT映射
　　如果ISP提供的合法IP地址的数量较多，我们自然可以采用静态地址转换+端口复用动态地址转 换的方式得以完美实现。但如果ISP只提供4个IP地址，其中2个作为网络号和广播地址而不可使用，1个IP地址要用于路由器定义为默认网关， 那么将只剩下1个IP地址可用。当然我们也可以利用这个仅存的一个IP地址采用端口复用地址转换技术，从而实现整个局域网的Internet接入。但是由 于服务器也采用动态端口，因此，Internet中的计算机将无法访问到网络内部的服务器。有没有好的解决问题的方案呢？这就是TCP/UDP端口NAT 映射。
　　我们知道，不同应用程序使用的TCP/UDP的端口是不同的，比如，Web服务使用 80，FTP服务使用21，SMTP服务使用25，POP3服务使用110，等等。因此，可以将不同的TCP端口绑定至不同的内部IP地址，从而只使用一 个合法的IP地址，即可在允许内部所有服务器被Internet访问的同时，实现内部所有主机对Internet访问。
　　网络环境：
　　局域网采用10Mb/s光纤，以城域网方式接入Internet。路由器选用拥有2个10 /100 Mb/s自适应端口的Cisco 2611。内部网络使用的IP地址段为192.168.1.1~192.168.1.254，局域网端口Ethernet 0的IP地址为192.168.1.1,子网掩码为255.255.255.0。网络分配的合法IP地址范围 为，211.82.220.128~211.82.220.130,连接ISP的端口Ethernet 1的IP地址为211.82.220.129,子网掩码为255.225.255.252，可用于转换的IP地址为211.82.220.129。要求网 络内部的所有计算机均可访问Internet。
　　案例分析：
　　既然只有一个可用的合法IP地址，当然只能采用端口复用方式实现NAT，不过，由于同时又要求 网络内部的服务器可以被Internet访问到，因此，必须使用PAT创建TCP/UDP端口的NAT映射。需要注意的是，也可以直接使用广域端口创建 TCP/UDP端口的NAT映射，也就是说，即使只有一个IP地址，也可以完美实现端口复用。由于合法IP地址位于路由器端口上，所以，不再需要定义 NAT池，只简单地使用inside source list语句即可。
　　需要注意的是，由于每种应用服务都有自己默认的端口，所以，这种NAT方式下，网络内部每种应 用服务中只能各自有一台服务器成为Internet中的主机，例如，只能有一台Web服务器，一台E-mail服务，一台FTP服务器。尽管可以采用改变 默认端口的方式创建多台应用服务器，但这种服务器在访问时比较困难，要求用户必须先了解某种服务采用的新TCP端口。
　　配置清单：
　　interface fastethernet0/0
　　ip address 192.168.1.1 255.255.255.0//指定局域网口的IP地址
　　duplex auto
　　speed auto
　　ip nat inside //指定局域网接口
　　!
　　interface fastethernet0/1
　　ip address 211.82.220.129 255.255.255.248 //指定广域网口的IP地址
　　access-list 1 permit 192.168.1.0 0.0.0.255
　　!
　　ip nat inside source list1 interface fastethernet0/1 overload //启用端口复用地址转换，并直接采用fastethernet0/1的IP地址。
　　ip nat inside source static tcp 192.168.1.11 80 211.82.220.129 80
　　ip nat inside source static tcp 192.168.1.12 21 211.82.220.129 21
　　ip nat inside source static tcp 192.168.1.13 25 211.82.220.129 25
　　ip nat inside source static tcp 192.168.1.13 110 211.82.220.129 110
　　示例五：利用地址转换实现负载均衡
　　随着访问量的上升，当一台服务器难以胜任时，就必须采用负载均衡技术，将大量的访问合理地分配至多台服务器上。当然，实现负载均衡的手段有许多种，比如可以采用服务器群集负载均衡、交换机负载均衡、DNS解析负载均衡等等。
　　其实除此以外，也可以通过地址转换方式实现服务器的负载均衡。事实上，这些负载均衡的实现大多是采用轮询方式实现的，使每台服务器都拥有平等的被访问机会。
　　网络环境：
　　局域网以2Mb/s DDN专线拉入Internet,路由器选用安装了广域网模块的Cisco 2611。内部网络使用的IP地址段为10.1.1.1~10.1.3.254，局域网端口Ethernet 0的IP地址为10.1.1.1,子网掩码为255.255.252.0。网络分配的合法IP地址范围为 202.110.198.80~202.110.198.87,连接ISP的端口Ethernet 1的IP地址为202.110.198.81,子网掩码为255.255.255.248。要求网络内部的所有计算机均可访问Internet，并且在3 台Web服务器和2台FTP服务器实现负载均衡。
　　案例分析：
　　既然要求网络内所有计算机都可以接入Internet,而合法IP地址又只有5个可用，当然可 采用端口复用地址转换方式。本来对服务器通过采用静态地址转换，赋予其合法IP地址即可。但是，由于服务器的访问量太大（或者是服务器的性能太差），不得 不使用多台服务器作负载均衡，因此，必须将一个合法IP地址转换成多相内部IP地址，以轮询方式减轻每台服务器的访问压力。
　　配置文件：
　　interface fastethernet0/1
　　ip adderss 10.1.1.1 255.255.252.0 //定义局域网端口IP地址
　　duplex auto
　　speed auto
　　ip nat inside //定义为局域端口
　　!
　　interface serial 0/0
　　ip address 202.110.198.81 255.255.255.248 //定义广域网端口IP地址
　　duplex auto
　　speed auto
　　ip nat outside //定义为广域端口
　　!
　　access-list 1 permit 202.110.198.82 //定义轮询地址列表1
　　access-list 2 permit 202.110.198.83 //定义轮询地址列表2
　　access-list 3 permit 10.1.1.0 0.0.3.255 //定义本地访问列表3
　　!
　　ip nat pool websev 10.1.1.2 10.1.1.4 255.255.255.248 type rotary //定义Web服务器的IP地址池，Rotary关键字表示准备使用轮询策略从NAT池中取出相应的IP地址用于转换进来的IP报文，访问 202.110.198.82的请求将依次发送给web服务器：10.1.1.2、10.1.1.3和10.1.1.4
　　ip nat pool ftpsev 10.1.1.8 10.1.1.9 255.255.255.248 type rotary //定义ftp服务器的IP地址池。
　　ip nat pool normal 202.110.198.84 202.110.198.84 netmask 255.255.255.248 //定义合法IP地址池，名称为normal
　　ip nat inside destination list 1 pool websev //inside destination list 语句定义与列表1相匹配的IP地址的报文将使用轮询策略
　　ip nat inside destination list 2 pool ftpsev
＜二＞网络通信王大爷的例子（很形象哦）
例子：相信大家从这个例子中可以得到你们想要的很多的概念和原理
假设你的名字叫小不点，你住在一个大院子里，你的邻居有很多小伙伴，在门口传达室还有个看大门的李大爷，李大爷就是你的网关。当你想跟院子里的某个小伙伴玩，只要你在院子里大喊一声他的名字，他听到了就会回应你，并且跑出来跟你玩。
　　但是你不被允许走出大门，你想与外界发生的一切联系，都必须由门口的李大爷（网关）用电话帮助你联系。假如你想找你的同学小明聊天，小明家住 在很远的另外一个院子里，他家的院子里也有一个看门的王大爷（小明的网关）。但是你不知道小明家的电话号码，不过你的班主任老师有一份你们班全体同学的名 单和电话号码对照表，你的老师就是你的DNS服务器。于是你在家里拨通了门口李大爷的电话，有了下面的对话：
　　小不点：李大爷，我想找班主任查一下小明的电话号码行吗？
　　李大爷：好，你等着。（接着李大爷给你的班主任挂了一个电话，问清楚了小明的电话）问到了，他家的号码是211.99.99.99
　　小不点：太好了！李大爷，我想找小明，你再帮我联系一下小明吧。
　　李大爷：没问题。（接着李大爷向电话局发出了请求接通小明家电话的请求，最后一关当然是被转接到了小明家那个院子的王大爷那里，然后王大爷把电话给转到小明家）
　　就这样你和小明取得了联系。
　　至于DHCP服务器嘛，可以这样比喻：
　　你家院子里的居民越来越多了，传达室李大爷那里的电话交换机已经不能满足这么多居民的需求了，所以只好采用了一种新技术叫做DHCP，居民们开机的时候随机得到一个电话号码，每一次得到的号码都可能会不同。
　　你家门口的李大爷：就是你的网关
　　你的班主任：就是你的DNS服务器
　　传达室的电话交换机：就是你的DHCP服务器
　同上，李大爷和王大爷之间的对话就叫做路由。
　　另：如果还有个小朋友叫做小暗，他住的院子看门的是孙大爷，因为小暗的院子刚盖好，孙大爷刚来不久，他没有李大爷和王大爷办公室的电话（李大爷和王大爷当然也没有他的电话），这时会有两种情况：
　　1、居委会的赵大妈告诉了孙大爷关于李、王两位大爷的电话（同时赵大妈也告诉了李、王关于孙的电话），这就叫静态设定路由
　　2、赵大妈病了，孙大爷自己到处打电话，见人就说：“我是小暗他们院子管电话的”，结果被李、王二位听到了，就记在了他们的通讯录上，然后李、王就给孙大爷回了个电话说：“我是小明（小不点）他们院子管电话的”，这就叫动态设定路由
　　然后有一天小不点要找小暗，结果自然是小不点给李大爷打电话说：“大爷，我找小暗”（这里省略了李大爷去查小暗电话的过程，假设他知道小暗的 电话），李大爷一找通讯录：“哦，小暗的院子的电话是孙大爷管着的，要找小暗自然先要通知孙大爷，我可以通知王大爷让他去找孙大爷，也可以自己直接找孙， 那当然是自己直接找孙方便了”，于是李大爷给孙大爷打了电话，然后孙大爷又把电话转到了小暗家。
　　这里李大爷的通讯录叫做路由表。
　　李大爷选择是自己直接找孙大爷还是让王大爷帮忙转接叫做路由选择。
　　李大爷之所以选择直接找孙大爷是有依据的，因为他直接找孙大爷就能一步到位，如果要王大爷转接就需要两步才能完成，这里的“步”叫做“跳 数”，李大爷的选择遵循的是最少步骤（跳数）原则（如果他不遵守这个原则，小不点可能就会多等些时间才能找到小暗，最终结果可能导致李大爷因工作不力被炒 鱿鱼，这叫做“延时太长，选路原则不合理，换了一个路由器”）
　　当然，事情总是变化的，小不点和小明吵架了，这些天小不点老是给小暗打电话，小明心里想：“操，他是不是在说我坏话啊？”于是小明决定偷听小不点和小暗的通话，但是他又不能出院子，怎么办呢？小明做了这样一个决定：
首先他告诉自己院里管电话的王大爷说：“你给李大爷打个电话说小暗搬到咱们院子了，以后凡是打给他的电话我来接”，王大爷没反映过来（毕竟年纪大 了啊！）就给李大爷打了电话，说：“现在我来管理小暗的电话了，孙已经不管了”，结果李大爷就把他的通讯录改了，这叫做路由欺骗。
　　以后小不点再找小暗，李大爷就转给王大爷了（其实应该转给孙大爷的），王大爷收到了这个电话就转给了小明（因为他之前已经和小明说好了），小 明收到这个电话就假装小暗和小不点通信。因为小明作贼心虚，害怕明天小不点和小暗见面后当面问他，于是通信断了之后，又自己以小不点的名义给小暗通了个电 话复述了一遍刚才的话，有这就叫数据窃-听。
　　再后来，小不点还是不断的和小暗联系，而零落了小明，小明心里嘀咕啊：“我不能总是这样以小暗的身份和小不点通话啊，外一有一天露馅了怎么 办！”于是他想了一个更阴险的招数：“干脆我也不偷听你们的电话了，你小不点不是不给我打电话吗！那我让你也给小暗打不了，哼哼！”，他怎么做的呢？我们 来看：
　　他联系了一批狐朋狗友，和他们串通好，每天固定一个时间大家一起给小暗院子传达室打电话，内容什么都有，只要传达室的孙爷爷接电话，就会听到 “打雷啦，下雨收衣服啊！”、“人是人他妈生的，妖是妖他妈生的”、“你妈贵姓”等等，听的脑袋都大了，不听又不行，电话不停的响啊！终于有一天，孙爷爷 忍不住了，大喊一声：“我受不了拉！！！！”，于是上吊自杀了！
　　这就是最简单的DDOS攻击，孙爷爷心理承受能力弱的现象叫做“数据报处理模块有BUG”，孙爷爷的自杀叫做“路由器瘫痪”。如果是我，就会 微笑着和他们拉家常，例如告诉他们“我早就听了天气预报，衣服10分钟前已经收好了”或者“那你妈是人还是妖”或者“和你奶奶一个姓”等等，我这种健全的 心理叫做“健壮的数据报处理，能够抵御任何攻击”
　　孙爷爷瘫了之后，小不点终于不再给小暗打电话了，因为无论他怎么打对方都是忙音，这种现象叫做“拒绝服务”，所以小明的做法还有一个名字叫做“拒绝服务攻击”。
　　小明终于安静了几天，...
　　几天后，小明的院子来了一个美丽的女孩，名字叫做小丽，小明很喜欢她（小小年纪玩什么早恋！）可是小丽有个很帅的男朋友，小明干瞪眼没办法。当然这里还是要遵循上面的原则：小丽是不能出院子的。那个男的想泡小丽自然只能打电话，于是小明又蠢蠢欲动了：
　　还记得王爷爷是院子的电话总管吗？他之所以能管理电话是因为他有一个通讯录，因为同一个院子可能有2个孩子都叫小明，靠名字无法区分，所以通讯录上每一行只有两项：
　门牌 电话
　　一号门 1234567 （这个是小明的）
　　二号门 7654321 （这个是小丽的）
　　王爷爷记性不好，但这总不会错了吧（同一个院子不会有2个“二号门”吧）？每次打电话人家都要说出要找的电话号码，然后通过通讯录去院子里面 敲门，比如人家说我找“1234567”，于是王爷爷一比较，哦，是一号门的，他就去敲一号门“听电话”，如果是找“7654321”，那他就找二号门 “听电话”。
　　这里的电话号码就是传说中的“IP地址”
　　这里的门牌号就是传说中的网卡的’MAC‘地址（每一块网卡的MAC地址都是不一样的，这是网卡的制造商写死在网卡的芯片中的）
　　小明心里想“奶奶的，老子泡不到你也别想泡”，于是他打起了王爷爷通讯录的主意，经过细心的观察，周密的准备，他终于发现王爷爷有尿频的毛病 （毕竟是老人啊...），终于在一个月黑风高的白天，王爷爷去上厕所了，小明偷偷的摸进传达室，小心翼翼的改了王爷爷的通讯录......
　　过了几天，小丽的男朋友又给小丽打来了电话，对方报的电话是“7654321”，王爷爷一看通讯录，靠：
　　门牌 电话
　　一号门 1234567 （这个是小明的）
　　一号门 7654321 （注意：这个原来是小丽的，但是被小明改了）
　　......
　　王爷爷不知道改了啊，于是就去找一号门的小明了，小明心里这个美啊，他以小丽父亲的口吻严厉的教训了那个男的和小丽之间不正当的男女关系，结果那个男的恭恭敬敬的挂了电话。当然小丽并不知道整个事情的发生...
　　这里小明的行为叫做“ARP欺骗”（因为在实际的网络上是通过发送ARP数据包来实现的，所以叫做“ARP欺骗”），王爷爷的通讯录叫做“ARP表”
　　这里要注意：王爷爷现在有两个通讯录了，一个是记录每个院子传达室电话的本本，叫做“路由表”，一个是现在说的记录院子里面详细信息的本本，叫做“ARP表”。
　　有句命言是“人们总是在追求完美的，尽管永远也做不到”（请记住这句话，因为这是一个大名人--也就是我，说的）
　　王爷爷的制度中有一条是这么写的“每个月要重新检查一下门牌号和电话的对应本（也就是ARP表）”，这个动作叫做“刷新ARP表”，每个月的 时间限制叫做“刷新ARP表的周期”。这样小明为了让那个男的永远不能找到小丽，之后每个月都要偷偷改一次那个通讯录，不过这样也是不得不做的事啊！
　　补充一点，小明是很聪明的，如果通讯录（ARP表）被改成了这样：
　　门牌（MAC） 电话（IP）
　　一号门 1234567 （这个是小明的）
　　二号门 1234567 （注意：这个被小明改了，但是他一时头晕改错了）
　　就会是计算机就会弹出一个对话框提示“出现重复的IP地址”，最终会导致王爷爷不知所措，于是通知一号门和二号门，你们的电话重复了。这样小丽就知道有人在破坏她的好事，这个现象叫做“骗局被揭穿了”
　　小不点知道了小明偷听他和小暗的电话，于是就和小暗约定好了密码。小不点在家里把要说的加密了之后告诉小暗。土豆－〉星期三，地瓜－〉请客，笨蛋－〉小不点家。于是小不点告诉小暗：土豆笨蛋地瓜。小明听了？？？不懂。。。。郁闷了。。。这是加密。
　　除此之外，小丽也知道了小明改他家的电话号码了。于