家庭网络结构之局域网通信
家庭网络结构之局域网通信
整个互联网非常复杂，涉及到很多知识，学习互联网不能一蹴而就，所以这里从最简单的家庭网络开始学习。
家庭网络一般是通过Modem（作用：进行数字信号和模拟信号的转换）拨号上网，然后通过家庭路由器，将网络连接到家里所有的可以联网的设备。家庭网络中，所有设备联网方式完全相同，所以只需要学习一个设备和其他设备之间如何通讯，即可理解家庭网络。
一、网络通信原理
WAN:接外部IP地址用，通常指的是出口，转发来自内部LAN接口的IP数据包，这个口的IP是唯一的。
LAN:接内部IP地址用，LAN内部是交换机。
ARP协议（Address Resolution Protocol）
地址解析协议：用于把IP地址转换为MAC地址
二、局域网通信流程
(1) 设备接入网络
有线连接：通过网线直连路由器或交换机，自动获取IP（DHCP）或手动配置。
无线连接：通过Wi-Fi（2.4GHz/5GHz频段）连接路由器，输入密码认证。
(2) IP地址分配
DHCP服务：路由器自动分配私有IP（如192.168.1.100）给设备。
子网掩码：通常为255.255.255.0（/24），限定同一局域网范围。
(3) 设备间通信
同子网直接通信：例如，手机（192.168.1.2）访问NAS（192.168.1.3）：
通过ARP协议获取目标设备的MAC地址。
数据通过交换机或Wi-Fi直接传输（不经过路由器）。
跨子网通信：需经过路由器网关转发（家庭网络通常只有一个子网）。
三、关键协议与技术
协议/技术 | 作用 | 示例场景 |
|---|---|---|
ARP | 将IP地址解析为MAC地址，用于同一局域网内设备寻址。 | 电脑访问打印机时查询其MAC地址。 |
DHCP | 自动分配IP地址、子网掩码、网关和DNS。 | 手机连接Wi-Fi后自动获取IP。 |
DNS | 域名解析（家庭局域网通常使用路由器或公共DNS如8.8.8.8）。 | 智能电视访问在线视频网站。 |
NAT | 将局域网私有IP转换为公网IP，实现多设备共享上网。 | 全家设备通过一个公网IP访问互联网。 |
mDNS/Bonjour | 局域网内零配置服务发现（用于智能家居设备互认）。 | Apple设备间AirDrop传文件。 |
四、典型通信场景
(1) 文件共享（PC ↔ NAS）
协议：SMB（Windows）、AFP（Mac）、NFS（Linux）。
步骤：
NAS启用共享服务并设置权限。
电脑通过局域网IP（如\192.168.1.3）访问共享文件夹。
(2) 智能家居控制（手机 ↔ 智能灯泡）
技术：Wi-Fi/Zigbee（通过网关接入局域网）。
流程：
手机App通过局域网广播发现灯泡。
发送控制指令（如HTTP/MQTT协议）。
(3) 投屏（手机 → 电视）
协议：DLNA、Miracast、AirPlay（Apple）。
条件：设备需在同一局域网，且支持相同投屏协议。
总结
家庭局域网通信依赖路由器、交换机和协议协作，实现设备互联、文件共享、媒体投屏等功能。