IP协议介绍

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网络拓扑图

       网络主要由交换机、路由器、基站等设备组成一个个局域网，再由局域网组成城域网，最后再由城域网组成广域网。基站直接连接在广域网中，局域网也可通过路由器直接与广域网相连。

IP数据分片

       一包完整的数据可根据IP协议进行数据分片，由路由器根据网络通路状态，决定分片数据最优传输路径。目标设备将接收到的分片数据重新组合成完整的数据。

IP数据帧格式

设备发送数据流程

       在局域网中的设备三先根据IP/MAC转换表将局域网路由器的MAC地址填入数据包中，根据局域网网关的MAC地址将数据发送给局域网的网关路由器，再由局域网路由器进行NAT转换，将源IP地址更换成网关的城域网IP地址，并将数据转发给城域网，再由城域网再将数据转发给广域网网关，城域网网关会将源IP地址转换成广域网IP地址，其中目标IP为接收设备所在局域网的网关路由器连接广域网中的公网IP地址。当该局域网网关收到数据后根据数据包中的端口号找到对应设备的局域网IP地址和对应物理端口号。然后根据物理端口号将数据包发送到该设备。IP和MAC地址对应关系可由ARP协议获取。

       服务器会记录客户端所在网络网关路由器的公网IP和端口号。服务器在回复客户端时将接收到客户端所在网络的网关路由器公网IP和端口号填入数据包中，实现数据包的回传。同时客户端在与其他的客户端通信时需要服务器记录的IP和端口进行数据转发，实现客户端和客户端的数据传输。