数据是怎么样保证准确的从客户端发送到服务器端

你有想过吗，在计算机网络当中，数据是怎么样保证准确的从客户端发送到服务器端的？中间涉及到了哪些理论？

01 客户端各层对数据的封装

java实现客户端的代码如下：

应用层会指定发送的服务器的域名（或者IP）和端口号、以及要发送数据的内容，传递给下一层传输层。

传输层会在把应用层的报文当成自己的数据，然后在前面拼接源端口号，和目标端口号。

其中源端口号就是客户端进程监听的端口号，这个端口号一般不是固定的，由操作系统在49152~65535范围内动态分配，而目标端口号就是服务器接收数据的端口号，一般是固定的，在java代码中会指明。

网络层会在传输层报文的基础上增加源IP和目标IP，其中源IP就是本地网卡的IP地址，目标IP是服务器的IP，如果java代码中指定的是服务器的域名。

那么，首先需要通过DNS服务器将域名解析为IP，域名解析的流程：

先查浏览器缓存->操作系统缓存->hosts文件->DNS服务器。

数据链路层会在网络层的基础上增加源MAC地址和目标MAC地址，其中源MAC地址就是本机网卡的MAC地址，目标MAC地址是下一跳网络设备（一般是交换机或路由器）的MAC地址。

注意，目标MAC地址一般不是服务器的MAC地址（如果客户端和服务器端在同一个网段，那么目标MAC地址就是服务器的MAC地址），因为客户端根本就无法得知服务器的MAC地址，所以数据链路层采用下一跳的机制转递数据。

那么怎么知道我的下一跳是谁呢？

下面就要请出ARP协议了，ARP会发出一个广播，告诉全世界：“大家好，我的IP地址是192.168.1.6，我的MAC地址是00-50-56-C0-88-01”

当同一个网段上的主机接收到ARP报文时，会将这些信息添加自己的ARP缓冲区中的ARP列表，同时将自己的IP地址和MAC地址回应给发送者，这样每个位于同一个网段的主机都有整个网段内各个主机的IP与MAC地址的对应关系了。

ARP列表的具体内容如下：

现在我的目标IP是192.168.3.6，又不在这个ARP列表中，那我怎么知道目标MAC地址要填啥呢？填下一跳的MAC地址，那么下一跳是又是谁呢？这里就要请出路由表了。

这个路由表是计算机的路由表，而不是路由器的路由表，这个路由表怎么来的呢？根据/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0这个文件生成的。

那么这个路由表怎么使用呢？将目标IP与每一条记录的子网掩码（Genmask）一一按位与运算，匹配度最高的Destination字段的IP就是下一跳的IP192.168.1.100，也就是网关地址GATEWAY，然后根据下一跳的IP去查ARP列表获得MAC地址00-30-F2-C1-2E-89。

就这样客户端完成了对报文的组装，交给物理层把数据从网卡发送出去，发送到交换机A。

02 交换机的交换

交换机收到客户端的报文后，会进行解析，只解析到数据链路层，从中获得目标MAC地址，然后查找ARP列表，将报文转发给对应的网卡端口。

交换机中的ARP列表：

根据目标MAC地址00-30-F2-C1-2E-89找到交换机的端口为Fa2/1，这样交换机就会把报文从这个端口发送出去，发送到路由器，这里的端口是交换机的物理端口，也就是插入网线的插口。

03 路由器的路由

路由器可以连接两个不同的网络。

路由器有一张路由表，路由表可以通过网络工程师配置或者从其他路由器学习得到。

路由器会解析报文到网络层，然后发现目的IP是192.168.3.6，从上面的路由表可以可以发现，想要去192.168.3.0网段，只需要将数据从FastEthernet0/1端口发送出去即可。

另外路由器会将目标MAC地址替换成下一跳的MAC地址（在这里是服务器的MAC地址，如果中间还有其他路由器，那么就是下一个路由器的MAC地址），怎么替换呢？还是查ARP表：

查询IP192.168.3.6的MAC地址为0030.A396.5DE7然后将目标MAC替换成这个，然后将数据从FastEthernet0/1端口发送出去，交给交换机B，交换机B再将数据转发到服务器端。

04 服务器端各层对数据的解析

服务器端收到数据后会逐层进行解析，最后将真正的数据交应用程序进行处理，至此一个数据从客户端到服务器端就完成了，服务器端会发送响应报文给客户端，大体的流程类似，但是数据不一定是原路返回的，因为中间经过的路由可能不同。

05 扩展

查看域名对应的IP：

查看本机到服务器中间经过了多少个路由节点：

原文标题：数据在网络中是如何传输的

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审核编辑：彭静