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URL訪問網站的整個過程

在校園網下,在IE中輸入www.sina.com.cn直到顯示結果的過程:

1、本地過程

若DNS快取中沒有相關資料,則IE瀏覽器先向DNS伺服器發出DNS請求:
這一過程的目的是獲取www.sina.com這個域名所對應的IP地址;
IE瀏覽器向本機DNS模組發出DNS請求,DNS模組生成相關的DNS報文;
DNS模組將生成的DNS報文傳遞給傳輸層的UDP協議單元;
UDP協議單元將該資料封裝成UDP資料報,傳遞給網路層的IP協議單元;
IP協議單元將該資料封裝成IP資料包,其中目的IP地址為DNS伺服器的IP地址;
封裝好的IP資料包將傳遞給資料鏈路層的協議單元進行傳送;
傳送時如果ARP快取中沒有相關資料,則傳送ARP廣播請求,等待ARP迴應;
得到ARP迴應後,將IP地址與路由下一跳MAC地址對應的資訊寫入ARP快取表;
寫入快取後,以路由下一跳地址填充目的MAC地址,並以資料幀形式轉發;
這個轉發過程可能會進行多次,這取決於DNS伺服器在校園網中的位置;
DNS請求被髮送到DNS伺服器的資料鏈路層協議單元;
DNS伺服器的資料鏈路層協議單元解析收到的資料幀,將其內部所含有的IP資料包傳遞給網路層IP協議單元;
DNS伺服器的IP協議單元解析收到的IP資料包,將其內部所含有的UDP資料報傳遞給傳輸層的UDP協議單元;
DNS伺服器的UDP協議單元解析收到的UDP資料包,將其內部所含有的DNS報文傳遞給該伺服器上的DNS服務單元;
DNS服務單元收到DNS請求,將域名解析為對應的IP地址,產生DNS迴應報文;
(所有應用層報文必須通過傳輸層、網路層和資料鏈路層,因此在下面的敘述中,我將簡化這一過程的敘述,簡化形式如下面的樣子,其中單箭頭為本機內部傳遞,雙箭頭為網路上的傳送)
DNS迴應報文→UDP→IP→MAC→→請求域名解析的主機;
請求域名解析的主機收到資料幀,該資料幀→IP→UDP→DNS→IE瀏覽器;
將域名解析的結果以域名和IP地址對應的形式寫入DNS快取表。

講解:

ARP(地址解析)協議是一種解析協議,本來主機是完全不知道這個IP對應的是哪個主機的哪個介面,當主機要傳送一個IP包的時候,會首先查一下自己的ARP快取記憶體(就是一個IP-MAC地址對應表快取),如果查詢的IP-MAC值對不存在,那麼主機就向網路傳送一個ARP協議廣播包,這個廣播包裡面就有待查詢的IP地址,而直接收到這份廣播的包的所有主機都會查詢自己的IP地址,如果收到廣播包的某一個主機發現自己符合條件,那麼就準備好一個包含自己的MAC地址的ARP包傳送給傳送ARP廣播的主機,而廣播主機拿到ARP包後會更新自己的ARP快取(就是存放IP-MAC對應表的地方)。傳送廣播的主機就會用新的ARP快取資料準備好資料鏈路層的的資料包傳送工作。

2、IE瀏覽器與www.sina.com.cn建立TCP連線:TCP建立連線的三次握手

IE瀏覽器向www.sina.com.cn發出TCP連線請求報文;
該請求TCP報文中的SYN標誌位被設定為1,表示連線請求;
該TCP請求報文→IP(DNS)→MAC(ARP)→→校園閘道器→→www.sina.com.cn主機;
該TCP請求報文經過IP層時,填入的目的IP地址就是上面DNS過程獲得的IP地址;
經過資料鏈路層時,若MAC地址不明,還要進行上面所敘述的ARP過程;
www.sina.com.cn收到的資料幀→IP→TCP,TCP協議單元會迴應請求應答報文;
該請求應答TCP報文中的SYN和ACK標誌位均被設定為1
,表示連線請求應答; 該TCP請求應答報文→IP→MAC(ARP)→→校園閘道器→→請求主機; 請求主機收到資料幀→IP→TCP,TCP協議單元會迴應請求確認報文; 該請求應答TCP報文中的ACK標誌位被設定為1,表示連線請求確認; 該TCP請求確認報文→IP→MAC(ARP)→→校園閘道器→→www.sina.com.cn主機; www.sina.com.cn收到的資料幀→IP→TCP,連線建立完成;

在這個過程中,任何一個報文出錯或超時,都要進行重傳;
這個過程被稱為TCP建立連線的三次握手。

3、IE瀏覽器開始HTTP訪問過程

IE瀏覽器向www.sina.com.cn發出HTTP-GET方法報文;
該HTTP-GET方法報文→TCP→IP→MAC→→校園閘道器→→www.sina.com.cn主機;
www.sina.com.cn收到的資料幀→IP→TCP→HTTP,HTTP協議單元會迴應HTTP協議格式封裝好的HTML超文字形式資料;
HTTP-HTML資料→TCP→IP→MAC(ARP)→→校園閘道器→→請求主機;
請求主機收到的資料幀→IP→TCP→HTTP→IE瀏覽器,瀏覽器會以網頁形式顯示HTML超文字,就是我們所看到的網頁。

4、斷開TCP連線:TCP斷開連線的四次握手

IE瀏覽器向www.sina.com.cn發出TCP連線結束請求報文;
該請求TCP報文中的FIN標誌位被設定為1,表示結束請求;
該TCP結束請求報文→IP→MAC(ARP)→→校園閘道器→→www.sina.com.cn主機;
www.sina.com.cn收到的資料幀→IP→TCP,TCP協議單元會迴應結束應答報文;
該結束應答TCP報文中的FIN和ACK標誌位均被設定為1,表示結束應答;
該TCP結束應答報文→IP→MAC(ARP)→→校園閘道器→→請求主機;

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