详细描述一个校园网的端系统与internet的机器进行数据通信的过程
首先 假如你们学校有100 人上网 都是内网ip 有一条出口宽带 一个外网ip
每个人的内网ip是不能访问互联网的 必须要通过防火墙或者路由器转化成外网ip才可以
所以外面看到的你们一百个ip都一样 都是那个外网ip
外面的人想找你们中的某一个 就联系你么的外网ip 然后你们的路由器 就会把这个请求转发给那个人的ip
其中的具体怎么识别 怎么转换 比较专业 我就不说了
校园内的ip 一般是有路由器进行自动分配的 （DHCP服务器）
主机A与主机B通信,A Ping B,图:A-交换机-B,AB同一子网
(1)ping数据包用的是ICMP协议，IP协议的一个子协议，位于三层，包含A的IP，B的IP,三层进行IP封装成包,进入二层
(2)A,B处于相同子网,查看缓存中对与目的对应得B第2层mac地址,如果存在，直接进行第2层封装成帧，经物理层信号编码，以0101010010这样的bits流传输在网络介质上。
(3)如果不存在B的MAC，则发送ARP广播请求B的MAC，ARP数据包经物理层进入交换机端口，需要进行源端口号学习，目的端口查找，B响应ARP请求，交换机又可以学习一目的MAC地址与哪个端口对应，在下次传送数据时就不再需要对所有端口进行广播了。B通过ARP单播把B的MAC响应给A,此时再返回(2)的处理过程。
(4)当再进行A与B之间数据包转发，将直接用B的MAC地址封装，数据转发得以高速交换
主机A与主机C通信，A Ping C,图:A-交换机-路由器M-路由器N-交换机-C，AC不同子网
(1)两个机器不在同一子网内，A要与目的C通信，A要向“缺省网关”发出ARP包，而“缺省网关”的IP地址已经在A系统软件中设置。这个IP地址实际上对应路由器M的E0的IP地址。所以A对“缺省网关”的IP地址广播出一个ARP请求时，路由器M的E0口的MAC回复给A，此时A数据包的目的MAC替换为M的E0口MAC。
(2)MAC替换后，经物理层，传输到交换机物理层，再传到交换机数据链路层，再经数据数据链路层到物理层。
(3)经bit流传到路由器M的物理层，然后传到数据链路层，二层解封装，目的IP与路由器M三层IP路由表比较，若匹配正确，交给上层处理，否则会缓存数据包内容，然后根据目标地址查找路由表找到相关表项，得到NEXT HOP及出接口的MAC地址，用这两个地址作为新的目的及源MAC地址封装事先缓存的数据包，然后转发，这个过程称为帧的重写（REWRITE）。
(4)重复进行MAC替换后， 在路由器N中，找到与目的IP匹配表项，若N中存在C对应的MAC表项，则数据传输到C网络层，否则N发送ARP广播请求C的MAC。
(5)当C收到A的数据包后，再从A到C进行一次反向MAC替换过程。反向过程中，每一步省略掉ARP请求NEXT HOP的MAC，因为MAC表已经建立起来。
总结：
IP报文传输过程包括：
1. Host sends packet to default gateway（主机将数据包发送到默认网关）
2. Packet placed in frame（数据包被封装入帧）
3. Router receives frame（路由器接到帧）
4. Router finds destination network in route table（路由器在路由表中发现目标网络）
5. Router chooses next hop toward destination（路由器选择一个更接近目标的下一跳）
6. MAC address of next hop determined（下一跳的MAC地址被确定）
7. Packet placed in frame（数据包被封装入帧）
8. Repeats steps 2 through 7 as necessary（如果需要的话，重复步骤2～7）
9. Router receives frame（路由器接到帧）
10. Router finds network directly connected（路由器发现直连网络）
11. MAC address of end host determined（最终主机的MAC地址被确定）
12. Packet placed in frame to final destination（帧中的数据包被发送到最终主机）
NAT是Net Address Translation(网络地址转换)的简称，就是说，局域网通常靠一个具有公网IP的代理网关服务器连到Internet共享上网。局域网内的机器并不具备公网IP地址，它只有内网地址，假设它要和Internet上的HTTP服务器通信，代理网关便会新建一个端口来和这个网内机器关联，并通过这个端口来和HTTP服务器交换数据。最终，网内机器－> 代理网关－> HTTP服务器，在一个会话期间，各自的端口保持了映射关系，特别是代理网关和网内机器的端口映射，使得代理网关不会把接收到的数据向网内转发时，发错了机器。
局域网内的机器在网关处，就是靠NAT来映射端口并实现Internet连接，因此，NAT也直接被称为“端口映射”。端口映射之后，在一个会话期间保持，对于TCP连接是直到连接断开才销毁，而对于UDP，却存在一个不定的生存期，例如2秒。
如果两台机器A和B，分别处于两个局域网内，它们要通过Internet通信，这就是P2P(点到点)连接通信。
目前的Internet使用IPv4协议，采用32位IP地址，主要被用来进行C/S形式的通信，需要共享的资源集中放于Internet服务器上。IPv4对于P2P分布式资源共享的支持，极不友好。首先，32位IP地址已经不敷使用，公网IP地址日趋紧张，只能使用局域网共享公网IP的方式，局域网正是为了临时应对IP耗尽而出现的，长远的解决办法是研究IPv6。其次，分别处于两个局域网内的机器要通信，由于对方没有公网IP，直接呼叫对方是不可能的，必须借助第三方“中介”(机器或者软件)间接地连通，解决办法下列几种：
第一：实现局域网内的数据链路层协议，就是写一个类似于TCP/IP的协议，由它来代替Windows系统里的TCP/IP协议，由它直接基于网卡硬件获取数据。这是十分复杂的。
第二：用Internet上的公网服务器中转数据，但对于大数据量的中转，显然受到服务器和网络的负载极限的限制。
第三：依靠Internet上的公网服务器做“媒人”，将这两台分别处于不同局域网的机器相互介绍给对方，在它们建立连接之后，服务器即脱离关系。这种方式下，服务器把A的NAT端口映射关系告诉B，又把B的NAT端口映射关系告诉A，这样AB相互知道对方的端口映射关系之后，就能建立连接。因为A和B各自的端口映射关系是靠各自的代理网关动态建立的，动态建立的映射端口不得不告知对方。
第四：上面的第三种办法，也可以采用静态端口映射方式，这样就不需要中介服务器对A和B做介绍。在各方的代理网关上，可以在代理工具里将某个端口(如1350)和局域网内的某台机器(如内网IP为200.200.200.100，端口1360)做好静态映射，这样，代理网关会自动地将出入于1350端口的数据发往200.200.200.100的1360端口。当然，通信之前，必须对对方的端口映射关系做配置。有多少台网内机器要通信，就得映射多少个不同的端口，同时在另一个局域网内的机器就要做多少个配置。在局域网内搭建HTTP、FTP等服务器就是通过静态映射端口来实现的，这个端口一般不是HTTP、FTP的默认80和23，所以对这类站点的访问往往会在URL里加上端口号。
由此可见，上述前两种办法在简单应用中是不可取的，只有后两种可行。它们又各有缺点，第三种动态映射端口，需要增加中间服务器，第四种静态映射端口，在需要通信的各方机器很多的情况下，做手工端口映射和配置都是很繁琐的，并且一方添加一台机器，就需要在其余对方增加配置。
采用动态和静态相结合的办法是可以推想的，然而其可行性还必须经过测试。可以这样设计，为了让所有通信机器彼此知晓并定位。我们可以在局域网里，只对一台机器在代理网关处做静态端口映射，本局域网内的机器都向它登记。而两个局域网各自只做一项对对方的映射配置。两个局域网之间，没有静态映射端口的机器要通信，就靠有映射的机器来担当“介绍”。
就局域网和NAT的问题实际上还很多，比如各自的局域网的结构不同，局域网里可能又有子局域网，局域网可能是NAT代理结构，但也可能是HTTP代理，Sock4、Sock5代理等结构，NAT又分严格的和非严格NAT，严格NAT限制很多，更不便于P2P。不过，软件不能实现的地方，可以考虑改变硬件结构，例如将严格NAT变为非严格NAT。如果硬件改变不得，那么Internet整体上就有10％的系统不能实现P2P，除非等到正处于研发的IPv6协议出来。
P2P要解决的唯一技术难题是如何发现、定位和寻址对方，就是如何穿透NAT、HTTP、Sock等代理和如何穿透防火墙找到对方并建立起通信的问题。由于绝大多数局域网是NAT代理结构，所以前面对NAT论述比较详细，也是网上讨论最多的话题，相比之下，穿透Http、Sock代理就简单一些。此外，穿透NAT发现对等点的办法还有一些，例如多播，但由于现有Internet对多播并不友好，同时多播是无连接和不可靠的，其实现有难度。
许多软件都是按照上述一些技术实现了P2P通信，著名的有MSN、QQ和BitTorrent下载软件等
17343038729：详细描述一个校园网的端系统与internet的机器进行数据通信的过程
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范彩月
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17343038729：设计一个局域组网方案,提供网络结构设计、各层设备选择及其理由_百度...
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