HTTP系列之TCP/IP/URL

最新推荐文章于 2024-10-05 12:46:00 发布

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文章标签：运维网络操作系统

原文链接：https://segmentfault.com/a/1190000014144443

本文介绍了TCP/IP协议族的基本概念及其分层结构，包括应用层、传输层、网络层和数据链路层的功能与作用。详细解释了DNS解析过程、TCP三次握手流程以及IP协议的工作原理。

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TCP/IP协议族

计算机与网络设备要相互通信，双方就必须基于相同的方法，如：如何探测到通信目标，由哪边先发起通信，使用哪种语言进行通信，如何结束通信等都需要事先确定。不同的硬件、操作系统之间的通信，所有的一切都需要一种规则，而我们就把这种规则称之为协议(Protocol)。
TCP/IP协议族是互联网相关的各类协议族的总称。

分层管理

TCP/IP协议族按层次分别分为以下4层:应用层、传输层、网络层、数据链路层。

应用层：决定了向用户提供应用服务时通信的活动。TCP/IP协议族内预存了各类通用的应用服务。如：HTTP,FTP(文件传输协议)和DNS(域名系统)。
传输层：传输层对上层应用层，提供处于网络连接中的两台计算机之间的数据传输。在传输层有2个性质不同的协议TCP和UDP。
网络层(又名网络互连层)：网络层用来处理在网络上流动的数据包。数据包是网络传输的最小数据单位。该层规定了通过怎样的路径（所谓的传输路线）到达对方的计算机，比把数据包传送给对方。
链路层（又名数据链路层，网络接口层）：用来处理连接网络的硬件部分。包括控制操作系统、硬件的设备驱动、NTC(网络适配器，即网卡)，及光纤等物理可见部分。硬件上的范畴均在链路层的作用范围之内。

TCP/IP通信传输流

图片描述
TCP/IP协议族进行通信时，会通过分层顺序与对方进行通信。发送端从应用层往下走，接收端则往应用层往上走。
我们用http举例来说：

应用层

DNS(负责域名解析)

DNS服务位于应用层，它提供域名到IP地址之间的解析服务。
举例Chrome浏览器解析 www.linux178.com 这个域名（准确的叫法应该是主机名）对应的IP地址：

1 Chrome浏览器 会首先搜索浏览器自身的DNS缓存（缓存时间比较短，大概只有1分钟，且只能容纳1000条缓存），看自身的缓存中是否有www.linux178.com 对应的条目，而且没有过期，如果有且没有过期则解析到此结束。
// chrome://net-internals/#dns 来进行查看自身的DNS缓存

2 如果浏览器自身的缓存里面没有找到对应的条目，那么Chrome会搜索操作系统自身的DNS缓存,如果找到且没有过期则停止搜索解析到此结束.
// 怎么查看操作系统自身的DNS缓存，以Windows系统为例，可以在命令行下使用 ipconfig /displaydns 来进行查看  

3 如果在Windows系统的DNS缓存也没有找到，那么尝试读取hosts文件（位于C:\Windows\System32\drivers\etc），看看这里面有没有该域名对应的IP地址，如果有则解析成功。

4 如果在hosts文件中也没有找到对应的条目，浏览器就会发起一个DNS的系统调用，就会向本地配置的首选DNS服务器（一般是电信运营商提供的）发起域名解析请求。

运营商的DNS服务器首先查找自身的缓存，找到对应的条目，且没有过期，则解析成功。

如果没有找到目，则有运营商的DNS代我们的浏览器发起迭代DNS解析请求，它首先是会找根域的DNS的IP地址，就会向其发起请求，根域发现这是一个顶级域com域的一个域名，于是就告诉运营商的DNS我不知道这个域名的IP地址，但是我知道com域的IP地址，你去找它去。

于是运营商的DNS就得到了com域的IP地址，又向com域的IP地址发起了请求,com域这台服务器告诉运营商的DNS我不知道这个域名的IP地址，但是我知道linux178.com这个域的DNS地址，你去找它去。

于是运营商的DNS又向linux178.com这个域名的DNS地址发起请求，这个时候linux178.com域的DNS服务器一查，诶，果真在我这里，于是就把这个域名对应的IP地址发送给运营商的DNS服务器，这个时候运营商的DNS服务器就拿到了这个域名对应的IP地址，并返回给Windows系统内核，内核又把结果返回给浏览器。

传输层

TCP协议

TCP位于传输层，提供可靠的字节流服务。

字节流服务是指为了方便传输，将大块数据分割成以报文段为单位的数据包进行管理。

三次握手

为了确保数据准确送达目标处，TCP采用三次握手策略。

第一次：建立连接时，客户端发送syn(synchronize)包到服务器，并进入SYN_SEND状态，等待服务器确认；
第二次：服务器收到syn包，必须确认客户的SYN，同时自己也发送一个SYN包，即SYN+ACK(acknowledgement)包，此时服务器进入SYN_RECV状态；
第三次：客户端收到服务器的SYN＋ACK包，向服务器发送确认包ACK，此包发送完毕，客户端和服务器进入 ESTABLISHED状态，完成三次握手。

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