Web页面请求过程

参考： cyc2018

下面是在浏览器中输入url请求页面可能经历的过程：

1. DHCP配置主机信息

• 假设主机最开始没有IP地址以及其他信，那么就需要先使用DHCP来获取。
• 主机生成一个DHCP请求报文（应用层），并将这个报文放入具有目的端口67和源端口68的UDP报文中（传输层）。
• 该报文段被放入在一个具有目的地址255.255.255.255，即广播地址，源IP地址0.0.0.0的IP数据报中（网络层）。
• 该数据报则被放置在以太网帧中，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服务器受到广播帧后，不断地向上分解得到IP数据段、UDP数据段、DHCP请求报文；DHCP服务器生成DHCP ACK报文，该报文包含信息有：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报文段被放入IP数据报中，最后被放入MAC帧中。
• 该帧的目的地址是请求主机的MAC地址，因为交换机有自主学习能力，之前主机发送了广播帧时，交换机就记录了MAC地址到其转发接口的交换表项，因此现在交换机可以直接指导应该向哪个接口发送该帧。
• 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。

注意上面没有涉及到任何路由器，只涉及到交换机：
主机生成DHCP请求报文——>封装——>交换机学习到主机的MAC地址及转发端口——>连接在交换机的DHCP服务器收到帧——>解封装——>生成DHCP ACK报文，报文中有IP地址等信息，目的MAC地址是主机——>封装——>交换机从之前学习到的内容确定转发端口——>主机收到DHCP ACK报文，从中获取IP地址等信息。

2.ARP解析ARP地址

• 主机通过浏览器生成一个TCP套接字，套接字向HTTP服务器发送HTTP请求。为了生成该套接字，主机需要知道网站的域名对应的IP地址。
• 主机生成一个DNS查询报文，该报文具有53号端口，因为DNS服务器的端口是53（传输层）。
• 该DNS查询报文被放入IP数据报中，目的地址为DNS服务器的IP地址。
• 上述IP数据报被放入以太网帧中，该帧将被发送到网关路由器中。
• DHCP构成只获取了网关路由器的IP，但未知其MAC地址，因此需要ARP协议。
• 主机生成一个包含目的地址为为网关路由器IP地址的ARP查询报文，放入目的IP地址是网关路由器的IP地址的IP数据报中。
• 将上述ＩＰ数据报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，交换机将会广播该帧，包括网关路由器。
• 网关路由器受到该帧后，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，因此发送一个ＡＲＰ应答报文，其中包含了它的MAC地址。

3. DNS解析域名

• 主机是递归查询，DNS服务器是迭代查询
• 知道了网关路由器的MAC地址之后，就可以继续DNS的解析过程了。
• 住进发送DNS报文，网关路由器收到以后，解封装到网络层，获取目的IP地址（DNS服务器的地址）决定要转发的下一个路由器。
• 因为路由器具有内部网关协议（RIP、OSPF）和外部网关协议（BGP）这两种路由选择协议，因此路由表中已经配置了网关路由器到达DNS服务器的路由表现。
• 到达DNS服务器后，DNS服务器抽取出其中的查询报文，通过迭代查询找到对应的IP地址。
• 找到DNS记录之后，发送DNS应答报文，该报文放到UDP报文段中，封装然后转发到主机。

4.HTTP请求页面

• 有了HTTP服务器的IP地址后，主机就能生成TCP套接字，该套接字将用于向Web服务器发送请求和接收响应。
• 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号80的TCP SYN报文段，并向HTTP服务器发送该报文。
• HTTP服务器受到该报文段后，生成TCP SYN ACK报文段，发回给主机。
• 主机受到服务器的ACK后，需要再次发送确认报文。
• 双方开始传送数据
• 四次握手解除连接