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从PC网络连接的角度解析计算机网络

2021-12-05 15:02:20  阅读:631  来源: 互联网

标签:计算机网络 主机 虚拟机 网卡 PC 虚拟 NAT 网络连接 以太网


一、简介

在控制面板\网络和 Internet\网络连接下,有8个选项,本教程将会一一介绍这些选项的功能。

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这里的8个网络连接选项,有的连接的是局域网(以太网),有的连接的是广域网(因特网),有的既可以连接局域网又广域网,具体的功能要视情况而定。

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二、前述知识

网卡

网卡是一块被设计用来允许计算机在计算机网络上进行通讯的计算机硬件。由于其拥有MAC地址,因此属于OSI模型的第1层和2层之间。它使得用户可以通过电缆或无线相互连接。每一个网卡都有一个被称为MAC地址的独一无二的48位串行号,它被写在卡上的一块ROM中。在网络上的每一个计算机都必须拥有一个独一无二的MAC地址。

一句话:网卡用来通信的。

以太网

以太网是一种计算机局域网技术。IEEE组织的IEEE 802.3标准制定了以太网的技术标准,它规定了包括物理层的连线、电子信号和介质访问层协议的内容。以太网是目前应用最普遍的局域网技术,取代了其他局域网技术如令牌环、FDDI和ARCNET。

以太网是现实世界中最普遍的一种计算机网络。以太网有两类:第一类是经典以太网,第二类是交换式以太网,使用了一种称为交换机的设备连接不同的计算机。经典以太网是以太网的原始形式,运行速度从3~10 Mbps不等;而交换式以太网正是广泛应用的以太网,可运行在100、1000和10000Mbps那样的高速率,分别以快速以太网、千兆以太网和万兆以太网的形式呈现。

主机与虚拟机间的三种通信方式

下面展示了三种主机与虚拟机间的三种通信方式,虽然方式不一样,但是目的是一样的,就是主机用虚拟机、虚拟机与外网之间的通信。

NAT

NAT(Network Address Translation,网络地址转换)是1994年提出的。当在专用网内部的一些主机本来已经分配到了本地IP地址(即仅在本专用网内使用的专用地址),但又想和因特网上的主机通信(并不需要加密)时,可使用NAT方法。

这种方法需要在专用网(私网IP)连接到因特网(公网IP)的路由器上安装NAT软件。装有NAT软件的路由器叫做NAT路由器,它至少有一个有效的外部全球IP地址(公网IP地址)。这样,所有使用本地地址(私网IP地址)的主机在和外界通信时,都要在NAT路由器上将其本地地址转换成全球IP地址,才能和因特网连接。

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一句话:将内部网络的私有IP地址转换为公有IP地址。在计算机中一般有两个作用,第一是用作主机和虚拟机通信,第二是使虚拟机可以联网(看上图,只要连接到主机网卡就可以上网)。

桥接模式

什么是桥接模式?桥接模式就是将主机网卡与虚拟机虚拟的网卡利用虚拟网桥进行通信。在桥接的作用下,类似于把物理主机虚拟为一个交换机,所有桥接设置的虚拟机连接到这个交换机的一个接口上,物理主机也同样插在这个交换机当中,所以所有桥接下的网卡与网卡都是交换模式的,相互可以访问而不干扰。在桥接模式下,虚拟机ip地址需要与主机在同一个网段,如果需要联网,则网关与DNS需要与主机网卡一致。其网络结构如下图所示:

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Host-Only(仅主机模式)

Host-Only模式其实就是NAT模式去除了虚拟NAT设备,然后使用VMware Network Adapter VMnet1虚拟网卡连接VMnet1虚拟交换机来与虚拟机通信的,Host-Only模式将虚拟机与外网隔开,使得虚拟机成为一个独立的系统,只与主机相互通讯。其网络结构如下图所示:

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三、网络连接介绍

vmnet1,这是一个Host-Only网络模式

vmnet1,这是一个Host-Only网络模式,这是用于建立一个与世隔绝的网络环境所用到的,其中vmnet1也是一个虚拟的交换机,交换机的一个 端口连接到你的Host上,另外一个端口连接到虚拟的DHCP服务器上(实际上是vmware的一个组件),另外剩下的端口就是连虚拟机了。虚拟网卡 “VMWare Virtual Ethernet Adapter for VMnet1”作为虚拟机的网关接口,为虚拟机提供服务。在虚拟机启动之后,如果你用ipconfig命令,你会很清楚的看到,你的默认网关就是指向 “VMWare Virtual Ethernet Adapter for VMnet1”网卡的地址的。(实际上它并不能提供路由,这是VMware设计使然,它是干了除了提供路由之外的一些事情——实际上是我也不知道它干了什 么事情),这里没有提供路由主要表现在没有提供NAT服务,使得虚拟机不可以访问Host-Only模式所指定的网段之外的地址。**提供DHCP服务,**宿主计算机相当于一台开启了DHCP功能的路由器

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vmnet8,这是一个NAT方式,最简单的组网方式了

vmnet8,这是一个NAT方式,最简单的组网方式了,从主机的“VMWare Virtual Ethernet Adapter for VMnet8”虚拟网卡出来,连接到vmnet8虚拟交换机,虚拟交换机的另外的口连接到虚拟的NAT服务器(这也是一个Vmware组件),还有一个口 连接到虚拟DHCP服务器,其他的口连虚拟机,虚拟机的网关即是“VMWare Virtual Ethernet Adapter for VMnet8”网卡所在的机器,废话,这肯定就是你的Host机器啦。同样,用ipconfig也可以看出来,你的虚拟机的默认网关也指向了你的 “VMWare Virtual Ethernet Adapter for VMnet8”虚拟网卡地址。相比之下,可以看出来,NAT组网方式和Host-Only方式,区别就在于是否多了一个NAT服务。提供DHCP服务,宿主计算机相当于一台开启了DHCP功能的路由器

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host-only与wmnet1虚拟网卡进行通信
NAT模式与VMnet8虚拟网卡进行通信
桥接使用的是你机器的真实网卡进行上网

本地连接*2

下面又解释称Microsoft WI-FI Direct Virtual Adapter,在笔者的Laptop中的IP地址为192.168.137.1,为了检验它是干嘛的,笔者做了下面一个实验:

首先笔者将自己的Laptop断开了所有网络,手机也开启了飞行模式,让Laptop开热点给手机连接,这个时候查看手机的IP,这个时候笔者发现,笔者的手机IP为192.168.137.96

从这里可以看出,当前Microsoft WI-FI Direct Virtual Adapter和手机是处于一个网段下的,即Microsoft WI-FI Direct Virtual Adapter是一个在Laptop中虚拟的wifi网关,当Laptop开启热点网络的时候,这个Virtual Adapter负责充当hotpot的网关作用。

以太网

笔者的Laptop中存在以太网和以太网 2,两者虽然都叫以太网,但是两者是不同的以太网控制器,一个是Realtek PCIe GBE Family Controller,一个是Sangfor SSL VPN CS Support System VNIC

Realtek PCIe GBE Family Controller

Realtek PCIe GBE Family Controller是一款realtek公司生产的pcie接口的千兆以太网家用控制器。简单地说就是有线网卡。

Realtek表示瑞昱;PCIE表示属于高速串行点对点双通道高带宽传输,所连接的设备分配独享通道带宽,不共享总线带宽,主要支持主动电源管理,错误报告,端对端的可靠性传输,热插拔以及服务质量(QOS)等功能;GBE表示1Gbps网卡,也就是千兆网卡。

Sangfor SSL VPN CS Support System VNIC

这个网卡很神秘,笔者也查不到其具体的作用。

WLAN

好像没有什么可以解释的,就是用来连接Wifi用的。

蓝牙网络连接

在部分环境中,网络管理员限制了只允许指定的设备访问网络,比如在路由器后台设置上网认证页面,只允许登记了的计算机访问网络,而不允许手机访问公司的无线网络,甚至拉黑使用网络共享软件的用户。这个时候,可以通过使用蓝牙共享网络的方式来避开这些限制。

蓝牙是一种短距离无线连接技术,在一般的情景下蓝牙是用来连接设备的,但其实蓝牙也可以用来当wifi来用用来上网。

四、参考资料

vmware虚拟机三种网卡

以太网是什么_以太网怎么连接宽带

标签:计算机网络,主机,虚拟机,网卡,PC,虚拟,NAT,网络连接,以太网
来源: https://blog.csdn.net/linZinan_/article/details/121729666

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