浏览器输入网址到显示过程?(连不上网可能是哪里有问题?)
可以思考从计算机网络的角度,一个完整的网络访问过程。
上网需要的四个参数:
1.本机ip地址
2.子网掩码
3.默认网关
4.DNS的ip地址
子网掩码:用于划分网络地址和主机地址。将32位的子网掩码与IP地址进行二进制形式的按位逻辑“与”运算得到的便是网络地址,将子网掩码二进制按位取反,然后IP地址进行二进制的逻辑“与”运算,得到的就是主机地址。(如果是都是使用的IPV6的话是没有子网掩码的概念。IPV6是端到端的连接通信,不需要子网了。但是,目前似乎更多都是[IPV4上使用隧道的方式使用IPV6。完全消灭IPV4还需要相当长的时间,子网掩码目前还是要的。
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域名系统(服务)协议(DNS)是一种分布式网络目录服务,主要用于域名与 IP 地址的相互转换,以及控制因特网的电子邮件的发送。(DNS协议运行在UDP协议之上,使用53端口)。
网关:对于不在同一个网段(网络地址不同)的网络进行通信的时候需要网关,网管的地址一般赋予的机器是具有路由功能的设备,如路由器。
动态获取的协议:DHCP:DHCP,动态主机配置协议,是一个局域网的网络协议,使用UDP协议工作,常用的2个端口:67(DHCP server),68(DHCP client)。DHCP通常被用于局域网环境,主要作用是集中的管理、分配IP地址,使client动态的获得IP地址、Gateway地址、DNS服务器地址等信息,并能够提升地址的使用率。简单来说,DHCP就是一个不需要账号密码登录的、自动给内网机器分配IP地址等信息的协议。
过程:
1.确定本机的ip地址,子网掩码和其他信息。(DHCP获取的具体过程?)
2.确定要访问的内容,知道内容的url,由DNS协议解析(DNS解析具体过程?)得到对应的地址。
3.子网掩码判断是否处于同一网段,若不在,则将数据报发给网关的MAC地址。若在,MAC地址就是要访问的机器的MAC地址。
4.HTTP请求放在HTTP报文里,加上TCP头部(长度为20,TCP报文段需要设置端口号,接受方的默认端口为80,主机端口为随机生成整数),然后TCP报文段嵌入ip数据报,ip数据报设置双方ip,ip数据报头部长度为20。又嵌入以太网帧,以太网帧需设置双方MAC地址。以太网帧数据部分最大为1500字节,则ip数据报超过大小则被拆分,且每个ip数据报片段都得有ip头部。
5.经过网关(可能有多个)的转发,目标url的服务器收到若干以太网帧,根据ip头部的序号,把ip数据报拼起来,去除tcp头部,再取出HTTP请求,作出响应,再传回去。
1. HTTP 请求页面
- 有了 HTTP 服务器的 IP 地址之后,主机就能够生成 TCP 套接字,该套接字将用于向 Web 服务器发送 HTTP GET 报文。
- 在生成 TCP 套接字之前,必须先与 HTTP 服务器进行三次握手来建立连接。生成一个具有目的端口 80 的 TCP SYN 报文段,并向 HTTP 服务器发送该报文段。
- HTTP 服务器收到该报文段之后,生成 TCP SYN ACK 报文段,发回给主机。
- 连接建立之后,浏览器生成 HTTP GET 报文,并交付给 HTTP 服务器。
- HTTP 服务器从 TCP 套接字读取 HTTP GET 报文,生成一个 HTTP 响应报文,将 Web 页面内容放入报文主体中,发回给主机。
- 浏览器收到 HTTP 响应报文后,抽取出 Web 页面内容,之后进行渲染,显示 Web 页面。
2. DHCP获取主机ip地址和其他信息的过程
- 生成一个 DHCP 请求报文,并将这个报文放入具有目的端口 67 和源端口 68 的UDP 报文段中。
- 报文段则被放入在一个具有广播 IP 目的地址(255.255.255.255) 和源 IP 地址(0.0.0.0)的 IP 数据报中。
- 数据报则被放置在MAC 帧中,该帧具有目的地址 FF:FF:FF:FF:FF:FF,将广播到与交换机连接的所有设备。
- 连接在交换机的 DHCP 服务器收到广播帧之后,不断地向上分解得到IP 数据报、UDP 报文段、DHCP 请求报文,之后生成DHCP ACK 报文,该报文包含以下信息:IP 地址、DNS 服务器的 IP 地址、默认网关路由器的 IP 地址和子网掩码。该报文被放入 UDP 报文段中,UDP 报文段有被放入 IP 数据报中,最后放入 MAC 帧中。
- 该帧传回请求主机的 MAC 地址。
- 主机收到该帧后,不断分解得到 DHCP 报文。之后就配置它的 IP 地址、子网掩码和 DNS 服务器的 IP 地址,并在其 IP 转发表中安装默认网关。
3. DNS协议解析域名过程
- 主机生成一个 DNS 查询报文,该报文具有 53 号端口,该报文被放入目的地址为 DNS 服务器的 IP 地址的 IP 数据报中。该数据报被放入一个以太网帧中,该帧将发送到网关路由器(此处需要知道网关路由器的MAC地址,使用ARP协议进行解析)。
- 网关路由器接收到包含 DNS 查询报文的以太网帧后,抽取出 IP 数据报,并根据路由选择协议决定该 IP 数据报应该转发的路由器。
- 到达 DNS 服务器之后,DNS 服务器抽取出 DNS 查询报文,并在 DNS 数据库中查找待解析的域名。
在向服务器提出查询请求之前会先检查浏览器缓存,本地hosts文件,本地DNS解析器缓存中是否有映射。
- 找到 DNS 记录之后,发送 DNS 回答报文,将该回答报文放入 UDP 报文段中,然后放入 IP 数据报中,通过路由器反向转发回网关路由器,并经过以太网交换机到达主机。
4. ARP协议解析MAC地址过程
- 主机生成一个包含目的地址为网关路由器 IP 地址的 ARP 查询报文,将该 ARP 查询报文放入一个具有广播目的地址(FF:FF:FF:FF:FF:FF)的以太网帧中,并向交换机发送该以太网帧,交换机将该帧转发给所有的连接设备,包括网关路由器。
- 网关路由器接收到该帧后,不断向上分解得到 ARP 报文,发现其中的 IP 地址与其接口的 IP 地址匹配,因此就发送一个 ARP 回答报文,包含了它的 MAC 地址,发回给主机。
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