上回講到網路概念的房間結束了
現在要開始Networking系列的第二間房間

room 2.Networking Essentials

DHCP

Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP)動態主機設定協定，是一種依賴 UDP 的應用級協定。

• server 監聽 port 67
• 用戶端從 UDP 連接 port 68 傳送資料
• 智慧手機和筆電預設配置

💡為解決 IP address 衝突導致無法使用網路資源的問題

DHCP遵循四個步驟：發現、提供、請求、確認

1. DHCP Discover發現
   • client端廣播DHCPDISCOVER訊息尋找本機DHCP server
2. DHCP Offer提供
   • server回應DHCPOFFER訊息，其中含有client端接受的IP address
3. DHCP Request請求
   • client端回應DHCPREQUEST訊息，表示接受IP
4. DHCP Acknowledge確認
   • server回應DHCPACK訊息，以確認IP adress已派發
     

ARP

在網路概念中提到 IP packet 會在 layer 2 被封裝好，Address Resolution Protocol (ARP)位址解析協定就是用於MAC尋址。

• MAC address ：48-bit以十六進位表示的address
  ex：7C:DF:A1:D3:8C:5C和44:DF:65:D8:FE:6C
• ARP 表 (ARP cache)：主機會暫存已解析過的 IP → MAC 映射，以避免重複查詢

💡同一乙太網路上的裝置無需始終知道彼此的 MAC 位址；它們只需在通訊時知道彼此的 MAC 位址

ARP 的工作流程（簡化四步）：

1. 網路層產生 IP 封包
   • 包含來源 IP、目的 IP 及資料
2. 查找目的 MAC
   • 如果資料鏈路層不知道目的 MAC，主機會用 ARP 廣播查詢
3. 封裝成 Ethernet Frame
   • 有了 MAC 後，IP 封包加上來源/目的 MAC、尾部 CRC，就成為可傳輸的 Frame
4. 傳送給對應 MAC 的主機
   • 目標主機收到 Frame 後，去掉標頭尾部，將 IP 封包交給網路層處理

💡ARP 負責找到目的 MAC，資料鏈路層用這個 MAC 將網路層的 IP 封包封裝成 Frame 丟給正確的主機

ICMP

Internet Control Message Protocol (ICMP)網際網路控制訊息協定主要用於網路診斷和錯誤報告。

下列有兩個指令依賴於ICMP：

• ping-使用 ICMP 測試與目標系統的連接，並測量往返時間 (RTT)
• traceroute-用來檢查從你的電腦（host）到目標伺服器（target）之間，資料封包所經過的路徑，原理是利用 ICMP來測試並顯示，封包在網路中傳遞時經過了哪些路由器

🔔它們在網路故障排除和網路安全方面發揮著重要作用

Routing 2

之前也簡單說過路由器是什麼東西了，今天來補充一點它的相關知識
下圖展示一個小型的網路子集：

• User端可以存取 Web server，要做到這一點，路徑上的每台路由器都需要透過相應的連結傳送封包。
• 其中路徑不只一條，所以有了routing algorithm 來讓router確定要走哪一條路

routing protocols

路由協定負責 路由器之間交換網路資訊，告訴彼此「我知道哪些網段、怎麼到達」。
這些資訊會被路由器用來更新自己的路由表。常見的路由協定包括：

• RIP (Routing Information Protocol)
  • 路由資訊協定基於距離向量 (Distance Vector)，使用跳數計算距離
• OSPF (Open Shortest Path First)
  • 開放最短路徑優先基於鏈路狀態 (Link State)，路由器擁有完整拓撲資訊
• BGP (Border Gateway Protocol)
  • 邊界網關協定用於不同自治系統之間，屬於路徑向量協定 (Path Vector)
• EIGRP（Enhanced Interior Gateway Routing Protocol）
  • 增強型內部網關路由協定思科專有的路由協定，結合多種路由演算法特性，讓路由器交換網路資訊及路徑成本，並選擇最有效的資料傳輸路徑

NAT

如之前所提到 IPv4 的空間總有一天會用完，而解決這個問題的其中一個方法就是網路位址轉換(NAT)

• 理念：用一個 public IP address 為多個 private IP address提供網路存取

💡從技術角度來看，IP 位址的數量總是以 2 的冪次方表示
使用 NAT 時，實際上您只需要保留兩個公網 IP 位址，而不是 32 個，這樣便節省了 30 個公網 IP 位址

用上圖來說明多台裝置透過支援NAT的router存取網路

• router會維護一張table，將內部IP address 和 port number對應到外部IP address 和 port number
• 以筆電為例
  • IP：192.168.0.129
  • TCP 來源port：15401
  • 與Web server建立連線
• 經過支援NAT 的 router Web server會將IP視為212.3.4.5、TCP port 視為 19273

📝路由器在內部與外部之間無縫完成 地址與埠號的轉換，使用者不需額外操作

這裡來總結一下上面的協定和技術對應的層級
我列了一張簡易的表

OK 現在這間房間的知識點也告一段落了
最後一個任務會直接用網站的方式問問題讓你選擇答案

連續回答完四題就能得到最後的flag