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DNS（Domain Name System）

DNS是一整套从域名映射到IP的系统
 

DNS背景

TCP/IP中使用IP地址和端口号来确定网络上的一台主机的一个程序，但是IP地址不方便记忆。

于是人们发明了一种叫主机名的东西，是一个字符串，并且使用hosts文件来描述主机名和IP地址的关系。

最初，通过互联网信息中心（SRI-NIC）来管理这个hosts文件的。

• 如果一个新计算机要接入网络，或者某个计算机IP变更，都需要到信息中心申请变更hosts文件
• 其他计算机也需要定期下载更新新版本的hosts文件才能正确上网。

这就太麻烦了，于是产生了DNS系统

• 一个组织的系统管理机构，维护系统内的每个主机的IP和主机名的对应关系
• 如果新计算机接入网络，将这个信息注册到数据库中；
• 用户输入域名的时候，会自动查询DNS服务器，由DNS服务器检索数据库，得到对应的IP地址

DNS域名系统，简单描述其工作原理。

当DNS客户机需要在程序中使用名称时，它会查询DNS服务器来解析该名称。客户机发送的每条查询信息包括三条信息：包括：指定的DNS域名，指定的查询类型，DNS域名的指定类别。基于UDP服务，端口53. 该应用一般不直接为用户使用，而是为其他应用服务，如HTTP，SMTP等在其中需要完成主机名到IP地址的转换。

 

至今，我们的计算机上仍然保留了hosts文件，在域名解析的过程中仍然会优先查找hosts文件的内容

cat /etc/hosts

域名使用 " .  "连接

• com：一级域名。表示这是一个企业域名，同级的还有 net （网络提供商） org（非营利组织）等
• baidu：二级域名，公司名
• www：只是一种习惯用法。之前人们在使用域名时，往往命名成类似于ftp.xxx.xxx/www.xxx.xxx这样的格式，来表示主机支持的协议

 

ICMP协议

ICMP协议： 因特网控制报文协议。它是TCP/IP协议族的一个子协议，用于在IP主机、路由器之间传递控制消息。

ICMP协议是一个网络层协议

一个新搭建好的网络，往往需要先进行一个简单的测试，来验证网络是否畅通；但是IP协议并不提供可靠传输。如果丢包了，IP协议并不能通知传输层是否丢包以及丢包的原因。

ICMP功能

ICMP正是提供这种功能的协议；ICMP主要功能包括：

• 确认IP包是否成功到达目标地址；
• 通知在发送过程中IP包被丢弃的原因
• ICMP也是基于IP协议工作的，但是它并不是传输层的功能。因此人们仍然把它归结为网络层协议；
• ICMP只能搭配IPv使用，如果是IPv6的情况下，需要使用ICMPv6；

ping命令

• 注意，此处ping的是域名，而不是url！一个域名可以通过DNS解析成IP地址
• ping命令不光能验证网络的连通性，同时也会统计响应时间和TTL（IP包中的Time To Live，生存周期）
• ping命令会先发送一个ICMP Echo Request给对端
• 对端接收到之后，会返回一个ICMP Echo Reply

注意注意注意！！！

有些面试官会问：telnet是23端口，ssh是22端口，那么ping是多少端口？

ping命令是基于ICMP，是在网络层，而端口号是传输层的内容。在ICMP中根本就不关注端口号这样的信息

 

tracetoute命令

也是基于ICMP协议实现，能够打印出可执行程序主机，一直到目标主机之前经历多少路由器。

 

NAT技术

NAT技术背景

在IPv4协议中，IP地址数量不充足的问题

NAT技术当前解决了IP地址不够用的主要手段，是路由器的一个重要功能。

• NAT能够将私有IP对外通信时转为全局IP。也就是一红将私有IP和全局IP相互转化的技术方法
• 很多学校，家庭，公司内部采用每个终端设置为私有IP，而在路由器或必要的服务器上设置全局IP
• 全局IP要求唯一，但是私有IP不需要；在不同的局域网中出现相同的私有IP是完全不影响的。

NAT IP转换过程

• NAT路由器将源地址从10.0.0.10替换成全局的IP 202.244.174.37;
• NAT路由器收到外部的数据时，又会把目标IP从202.244.174.37替换回10.0.0.10
• 在NAT路由器内部，有一张自动生成的，用于地址转换的表
• 当10.0.0.10第一次向163.221.120.9发送数据时就会生成表中的映射关系。

NAPT

如果局域网内，有多个主机都访问 同一个外网服务器，那么对于服务器返回的数据中，目的IP都是相同的，那么NAT路由器如何判定将这个数据包转发给哪个局域网的主机？

这个时候NAPT来解决这个问题，使用IP+port建立这个关联关系

这种关联关系也是由NAT路由器自动维护的。例如在TCP的情况下，建立连接时，就会生成这个表项；在断开连接后，就会删除这个表项

NAT技术的缺陷

由于NAT依赖这个转化表，所以由诸多限制

• 无法从NAT外部向内部服务器建立连接
• 转换表的生成和销毁都需要额外开销
• 通信过程中一旦NAT设备异常，即使存在设备，所有的TCP连接也都会断开

NAT和代理服务器

路由器往往都是具备NAT设备的功能，通过NAT设备进行中转，完成子网设备和其他子网设备的通信过程

代理服务器看起来和NAT设备有一点像。客户端像代理服务器发送请求，代理服务器将请求转发给真正要请求的服务器，服务器返回结果后，代理服务器又把结果返回了客户端。

那么NAT和代理服务器的区别有哪些呢？

• 从应用上讲，NAT设备是网络基础设备职意，解决的是IP不足的问题，代理服务器则是更贴近具体应用，比如通过代理服务器进行翻墙，另外像迅游这样的加速器，也是使用代理服务器
• 从底层实现上讲，NAT是工作在网络层，直接对IP地址进行替换，代理服务器往往工作在应用层
• 从使用范围上讲，NAT一般在局域网的出口部署，代理服务器可以在局域网做，也可以在广域网做，也可以跨网
• 从部署位置上看，NAT一般集成在防火墙，路由器等硬件设备上，代理服务器则是一个软件程序，需要部署在服务器上

代理服务器是一种比较广的技术

• 翻墙：广域网中的代理
• 负载均衡：局域网中的代理

代理服务器又分为正向代理和反向代理

• 正向代理用于请求和转发(例如借助代理绕过反爬虫)
• 反向代理往往作为一个缓存

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来源： https://blog.csdn.net/Soldier49Zed/article/details/98232278

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