大數據教程（1.4）：局域網工做機制和網絡配置

    什麼是局域網呢？局域網（Local Area Network，LAN）是指在某一區域內由多臺計算機互聯成的計算機組。通常是方圓幾公里之內。局域網能夠實現文件管理、應用軟件共享、打印機共享、工做組內的日程安排、電子郵件和傳真通訊服務等功能。局域網是封閉型的，能夠由辦公室內的兩臺計算機組成，也能夠由一個公司內的上千臺計算機組成。

    校園內的某個學生寢室網絡【路由器+交換機】和某個教室裏的網絡、公司內部的網絡、醫院的內部醫務系統等等都屬於局域網。既然咱們生活中處處都離不開局域網，但是在今天咱們瞭解這個網絡內部是運做原理的人卻很是的少，甚至連咱們專業從事IT或者軟件行業的人都還不算徹底瞭解。不要緊，以前不瞭解，今天博主將帶領你們一塊兒來深刻了解局域網工做機制和網絡配置。

    下面以公司內部服務器網絡爲例：

1.網絡圖以下

2.瀏覽器訪問外部域名流程圖

這裏有幾個概念:

a.NETMASK：指的是子網掩碼配置，它是用來肯定網段的；肯定方式是將該掩碼的二進制同ip地址作&操做，即ip&netmask（如server01的網段計算出來爲192.168.25.0）

b.&（按位與運算符）：二元操做符，操做兩個二進制數據；兩個二進制數最低位對齊，只有當兩個對位數都是1時才爲1，不然爲0

c.| （按位或運算符）：二元操做符，操做兩個二進制數據；兩個二進制數最低位對齊，當兩個對位數只要有一個是1則爲1，不然爲0

d.^（按位異或運算符）：二元操做符，操做兩個二進制數據；兩個二進制數最低位對齊，只有當兩個對位數字不一樣時爲1，相同爲0

c.~（非運算符）：一元操做符，規則是生成與輸入位相反的值--若出入0，則輸出1；若輸入1，則輸入0

e.<<（左移運算符）：形式： m << n ；特色：二元操做符，m數字二進制向左移動n位的結果；結果至關於： m*(2的n次方）

f.>> （右移運算符）：形式： m >> n ；特色：二元操做符，m數字二進制向右移動n位的結果；結果至關於： m / (2的n次方） 的結果向上取整

g.>>> （無符號右移運算符）：二元操做符 ；特色：它使用0擴展，不管正負都在最高位補0

h.gateway：網關，網關(Gateway)又稱網間鏈接器、協議轉換器。網關在網絡層以上實現網絡互連，是最複雜的網絡互連設備，僅用於兩個高層協議不一樣的網絡互連。網關既能夠用於廣域網互連，也能夠用於局域網互連。 網關是一種充當轉換重任的計算機系統或設備。使用在不一樣的通訊協議、數據格式或語言，甚至體系結構徹底不一樣的兩種系統之間，網關是一個翻譯器。與網橋只是簡單地傳達信息不一樣，網關對收到的信息要從新打包，以適應目的系統的需求。同層--應用層

i.dns：域名解析服務器；DNS（Domain Name System，域名系統），萬維網上做爲域名和IP地址相互映射的一個分佈式數據庫，可以使用戶更方便的訪問互聯網，而不用去記住可以被機器直接讀取的IP數串。經過域名，最終獲得該域名對應的IP地址的過程叫作域名解析（或主機名解析）。DNS協議運行在UDP協議之上，使用端口號53。在RFC文檔中RFC 2181對DNS有規範說明，RFC 2136對DNS的動態更新進行說明，RFC 2308對DNS查詢的反向緩存進行說明。

j.交換機（Switch）：是一種基於MAC（網卡的硬件地址）識別，能完成封裝轉發數據包功能的網絡設備。交換機能夠「學習」MAC地址，並把其存放在內部地址表中，經過在數據幀的始發者和目標接收者之間創建臨時的交換路徑，使數據幀直接由源地址到達目的地址。交換機分爲：二層交換機，三層交換機或是更高層的交換機。三層交換機一樣能夠有路由的功能，並且比低端路由器的轉發速率更快。它的主要特色是：一次路由，屢次轉發。交換機的主要功能包括物理編址、網絡拓撲結構、錯誤校驗、幀序列以及流控。目前交換機還具有了一些新的功能，如對VLAN（虛擬局域網）的支持、對鏈路匯聚的支持，甚至有的還具備防火牆的功能。

k.路由器（Router）：是鏈接因特網中各局域網、廣域網的設備，它會根據信道的狀況自動選擇和設定路由，以最佳路徑，按先後順序發送信號。 路由器是互聯網絡的樞紐，"交通警察"。目前路由器已經普遍應用於各行各業，各類不一樣檔次的產品已成爲實現各類骨幹網內部鏈接、骨幹網間互聯和骨幹網與互聯網互聯互通業務的主力軍。路由和交換機之間的主要區別就是交換機發生在OSI參考模型第二層（數據鏈路層），而路由發生在第三層，即網絡層。這一區別決定了路由和交換機在移動信息的過程當中需使用不一樣的控制信息，因此說二者實現各自功能的方式是不一樣的。路由器（Router）又稱網關設備（Gateway）是用於鏈接多個邏輯上分開的網絡，所謂邏輯網絡是表明一個單獨的網絡或者一個子網。當數據從一個子網傳輸到另外一個子網時，可經過路由器的路由功能來完成。所以，路由器具備判斷網絡地址和選擇IP路徑的功能，它能在多網絡互聯環境中，創建靈活的鏈接，可用徹底不一樣的數據分組和介質訪問方法鏈接各類子網，路由器只接受源站或其餘路由器的信息，屬網絡層的一種互聯設備。

l.計算機與外界局域網的鏈接是經過主機箱內插入一塊網絡接口板（或者是在筆記本電腦中插入一塊PCMCIA卡）。網絡接口板又稱爲通訊適配器或網絡適配器（network adapter）或網絡接口卡NIC（Network Interface Card），可是更多的人願意使用更爲簡單的名稱「網卡」。網卡是工做在鏈路層的網絡組件，是局域網中鏈接計算機和傳輸介質的接口，不只能實現與局域網傳輸介質之間的物理鏈接和電信號匹配，還涉及幀的發送與接收、幀的封裝與拆封、介質訪問控制、數據的編碼與解碼以及數據緩存的功能等。