创建一个连接后，就可以在两个机器之间进行通信，实现原理是什么？

Question

创建一个连接后，就可以在两个机器之间进行通信，有一些关于原理的问题。

服务端向客户端返回信息的本质是什么？
是服务器向客户端所在的机器发送数据吗？客户端即使在内网中也能得到响应，是因为路由器向内网转发了吗？那么路由器如何区分数据是一个响应还是一个请求？

Answer 1

1.服务端向客户端返回信息的本质是什么？
基本上我们能想到的通信C/S通信模式都是基于Socket，Socket的本质是IO流。
Socket的定义是一种线程间通信的方式，Socket依赖于TCP/IP协议，但Socket本身不是一种协议，它是BSD基于TCP/IP协议封装出来的一套标准C库，其他语言再对socket.h进行改良、改进演变成其他库，例如node.js使用的socket.io
我从12年开始做即时通信，如果有这方面的疑问可以私信我。

2.是服务器向客户端所在的机器发送数据吗？
基于第一点，Socket是线程间的通信，所以严格讲通信的最小单元是线程而不是机器，这个很好理解，你同一个机器可以有很多程序，每个程序还能有很多线程，各自都有自己的IO流。每个线程都有自己的端口(不管是静态端口或动态端口)，在socket相关定义中，这个单位叫做地址结构ipaddr，即IP+端口。响应同理，是对应线程的Socket IO流上从S端往C端进行的O，也是C端对于S端的I，谁是I谁是O取决于你从哪儿观察。

3.客户端即使在内网中也能得到响应，是因为路由器向内网转发了吗？
局域网的IP寻址与广域网的IP寻址略有不同。局域网中的IP寻址会先从消息生产者的电脑上查找缓存的ARP表(MAC地址映射为IP地址)，然后去网关查找缓存的ARP，等等，如果能够找到消费者的IP地址，就会进行后续的连接建立或其他操作。如果一直往更高级的网关(如果把自己的电脑也看成一级网关)查询都不到正确的ARP映射，就会放弃。
其中每一级的网关查询ARP失败，就会在这一层网络进行广播，如果目的机(消费者的MAC地址)做出了回应，那么就不用再往上查询。但这种回应可以进行欺骗，详情可了解一下ARP欺骗。
跨网段的IP寻址会有更复杂的情况。

4.那么路由器如何区分数据是一个响应还是一个请求？
响应，请求有很多地方都有这个概念，比如应用层中的响应和请求(HTTP REQUEST/RESPONSE)和数据链路层的响应和请求(例如第三点提到的ARP请求 与 ARP响应)，这个问题应该要分开作答。
目测题主是想问链路层的REQUEST/RESPONSE，例如ARP请求与ARP响应，请求与响应分别对应ARP数据包中的opcode字段 request 与 reply。
ARP请求为广播，ARP响应为单播，详细过程可以自己阅读相关文章。

如果是应用层的REQUEST/RESPONSE，那么首先是什么应用层协议，例如HTTP协议，通过报文头中的字段进行区分。又如XMPP协议中的IQ流，当type属性为get/set时通常就是请求，当type属性为其他，例如cancel/error/result时通常为响应。特别的，在XMPP协议中，客户端也可以响应服务端。

Answer 2

要讲清楚的话内容就很多了，大概如下：

1. 服务器向客户端所在机器传递数据？
   需要看其处于哪个层次。

   • 传输层是端到端通信，是主机的进程间通信，而进程是通过端口号来区分的。
   • 传输层以下为点对点通信，是面向主机的，而不是主机上的具体进程，主机的区分通过IP地址与MAC地址。
2. 客户端即使在内网也得到响应？
   内网属于同一网段，当路由器检测到分组的IP地址的网络号属于本网络时，路由器并不会将其转发。事实上是通过查找到目的IP地址对应的MAC地址，在本网内直接到达目的客户端(很可能经由交换机转发)。
3. 路由器如何区分数据是一个响应还是一个请求？
   基本上来说，路由器并不需要区分数据是响应还是请求，路由器的作用就是路由选择，目的就是如何将数据从一个网络转发到另一个网络，并最终到达目的网络，这个选择的过程是很复杂的。建议了解下计网知识，可以参考自顶向下。