上网的概念,我们在上网时,我们在做什么,目前世界的网络结构,互联网的基本结构

互联网的物理连接方式可以简单地表示为:
海底光缆-陆地光缆-网络运营商-用户家庭/服务器-光猫-路由器-终端设备

海底光缆连接到每个国家的陆地上的一个或者多个登陆点,从而变成陆地光缆,陆地光缆都互相连接到每个城市的中转节点,中转节点由网络运营商或大公司提供(CDN),中转节点连接到家庭或者其他服务器,而我们所说的宽带指的是连接到中转节点的带宽速率,而1000M宽带,通常是我们的光猫通过光纤连接到中转节点,而光猫又连接路由器,也可能光猫本身也是路由器,我们再通过路由器提供的Wi-Fi或LAN连接到网络。而P2P网络,就是把每个设备都当做中转节点

总所周知,交换机的作用是就是用于让局域网中连接到交换机的设备进行互相的高速通讯,而中转节点就是一种交换机或者路由器,只不过这个"局域网"的覆盖面积很大,比家庭局域网大很多

交换机和路由器的区别是交换机工作再数据链路层,只能连接相同的网络类型,而路由器也具有交换机的功能,不过路由器工作在网络层,可以连接不同的网络类型,根据目的IP地址来选择最优路径

交换机相比于路由器的好处是,提供的接口多,速度可以比路由器更快,成本也比路由器更低。而路由器可以给局域网的设备分配地址和自动识别数据包的功能,也具有防火墙的功能,而交换机不具备数据包自动识别和把数据包发送到指定地址的功能,所以它们不能被相互代替

DHCP的作用就是自动分配IP地址,子网掩码、默认网关、DNS服务器等信息,一般路由器有,但交换机没有,少部分交换机也具备三层路由功能,所以也支持DHCP功能

家里如果有多个路由器,如果把第一个路由器连接到宽带,然后用网线把第二个路由器的WAN口连接到第一个路由器的LAN口,那么只能开启一个DHCP服务,通常是在第一个路由器上开启。如果把所有的路由器都设置为无线中继模式,那么只能开启一个DHCP服务,通常是在主路由器上开启

如果使用支持Mesh组网的路由器,就可以开启多个DHCP服务,每个路由器都可以分配IP地址给连接到它的设备。如果有两条宽带两个路由组建局域网,那么可以用一台路由器设置主DHCP,另一台路由器设置DHCP代理,代理主DHCP分发的IPv4地址

Mesh组网就是有主路由器和子路由器,然后主路由器通过有线或无线方式把从光猫接受到的数据包传送到子路由器,然后子路由器传输到终端设备,Mesh组网中没有严格的主路由器和子路由器的区分,每个路由器设备都可以作为中转节点,自动选择最优的路径和频段来传输数据包。这样可以提高网络的灵活性和稳定性,避免单点故障。一般情况下,Mesh组网的入口节点被叫做主路由器,Mesh组网可以自动选择最优的路径和频段,避免网络拥塞和信号干扰,从而提高用户体验,Mesh组网会根据网络的实时状况,动态调整数据包的传输路径和频段,假如距离你近的路由器负载很高,带宽几乎被用完,而Mesh组网会使用另外的路由器来给你传输数据

可查看这个来学习2023年MESH组网方案全集(有线回程/无线回程/AP桥接/单线复用)

而无线中继是一种单信道接收发送的方式,即一个路由器只能使用一个频段来接收和发送数据,这会降低网络速度和稳定性,无线中继的路由器可以是不同品牌的,只要支持中继功能即可。Mesh组网的路由器一般是同一品牌的,需要支持特定的Mesh技术,例如TP-LINK的易展组网,华硕的Aimesh组网等。无线中继的路由器之间没有统一管理和控制,用户在不同节点间切换时可能会出现延迟或断开。Mesh组网的路由器之间有统一管理和控制,用户在不同节点间切换时可以实现无缝漫游,无线中继的路由器之间如果有一个节点失效,可能会导致整个网络瘫痪。Mesh组网的路由器之间如果有一个节点失效,其他节点会自动调整连接方式,保证网络正常运行

DNS解析的作用就是把域名解析为IP地址,让我们来访问,而域名的作用是方便我们记住我们访问的是什么

当我们访问一个网页时,我们发送了一个数据包给路由器,路由器给光猫,光猫给中转节点,中转节点和中转节点之间中转,最终中转到距离DNS解析服务器最近的服务器,DNS服务器通过我们的数据包得知我们要访问的网页,然后再通过上述流程给我们这个网页的真实IP地址。我们再通过这个流程,把数据包通过发送到具有真实IP的网页服务器,网页服务器再把数据包按照这个流程发送给我。如果本地浏览器缓存里已经有了这个网页的IP地址,就略过给DNS服务器发送数据包的过程,直接通过这个IP地址访问。

而如果DNS解析服务器也没有这个IP地址,DNS服务器会向根服务器按照那个流程请求IP地址,根服务器会根据这个域名的顶级域(.com等)来发送一个TLD的域名给DNS服务器,本地DNS服务器再通过那个流程向TLD DNS服务器发送数据包请求域名的IP地址,TLD DNS服务器会根据域名的主机名返回一个负责该主机名的权威DNS服务器的IP地址给本地DNS服务器,本地DNS服务器再向权威DNS服务器发送数据包来请求查询,权威DNS服务器会返回该域名对应的IP地址给本地DNS服务器,并将其缓存一段时间,本地DNS服务器再将这个IP地址返回给浏览器,并将其缓存一段时间,浏览器根据这个IP地址和端口号(默认为80)建立TCP连接到网页的服务器,并发送HTTP请求获取网页内容,本地DNS服务器也有可能把整个过程交给根服务器来完成,让根服务器来返回IP地址

但是需要注意的是,当我们向本地DNS服务器发送数据包请求查询时,不一定要经过中转节点,因为它可能距离你很近

当我们访问一个网页时,我们发送的数据包不是给路由器,而是给网关(gateway),网关可能是路由器,也可能是其他设备,它负责将数据包从一个网络转发到另一个网络,网关是一种充当转换重任的计算机系统或设备,可以在使用不同的通信协议、数据格式或语言的网络之间进行协议转换、路由选择、数据交换等功能。网关可以是光猫、路由器、交换机等设备,只要它们能够实现不同网络之间的连接和转换,但大部分情况下,是路由器,因为一般家庭通过路由器上网,路由器连接到光猫,光猫连接到运营商的网络的中继节点

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