@网络通信及dns解析

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网络通信

文章目录

• • • 网络通信
    • • 一.网络通信的实现
      • 二.通信实现的过程
      • 三.DNS域名解析
      • • 1.dns的出现
        • 2.dns的作用
        • 3.dns的查询
        • • 1>递归
          • 2>.迭代
          • 3>两者比较总述
          • 4>.DNS查询类型
        • 4.DNS解析流程举例
        • 5.DNS缓存
        • 6.DNS缓存分类
        • 7.浏览器DNS查找顺序
        • 8.清除DNS缓存
      • 四.网络通信流程
      • • 1.本机获取
        • 2.访问网站
        • 3.dns协议
        • 4.http
        • 5 .TCP协议
        • 6 IP协议
        • 7 .以太网协议
        • 8 服务器端响应

一.网络通信的实现

#想实现网络通信，每台主机需具备四要素
本机的IP地址
子网掩码
网关的IP地址
DNS的IP地址
#获取这四要素分两种方式1.静态获取即手动配置2.动态获取通过dhcp获取#以太网头	ip头	   udp头	   dhcp数据包（1）最前面的”以太网标头”，设置发出方（本机）的MAC地址和接收方（DHCP服务器）的MAC地址。前者就是本机网卡的MAC地址，后者这时不知道，就填入一个广播地址：FF-FF-FF-FF-FF-FF。（2）后面的”IP标头”，设置发出方的IP地址和接收方的IP地址。这时，对于这两者，本机都不知道。于是，发出方的IP地址就设为0.0.0.0，接收方的IP地址设为255.255.255.255。（3）最后的”UDP标头”，设置发出方的端口和接收方的端口。这一部分是DHCP协议规定好的，发出方是68端口，接收方是67端口。

二.通信实现的过程

 1.  数据包构造完成后，就可以发出了,以太网是广播发送，同一个子网络的每台计算机都会收到了这个数据包，因为接收方的MAC地址是FF-FF-FF-FF-FF-FF，看不出是发给谁的，所以每台都会收到这个数据包的计算机，还必须分析这个包的IP地址，才能确定是不是发给自己的。当看到发出方IP地址是0.0.0.0，接收方是255.255.255.255，于是DHCP服务器知道”这个包是发给我的”，而其他计算机就可以丢弃这个包。2.  DHCP服务器读出这个包的数据内容，分配好IP地址，发送回去一个”DHCP响应”数据包。这个响应包的结构也是类似的，以太网标头的MAC地址是双方的网卡地址，IP标头的IP地址是DHCP服务器的IP地址（发出方）和255.255.255.255（接收方），UDP标头的端口是67（发出方）和68（接收方），分配给请求端的IP地址和本网络的具体参数则包含在Data部分。
新加入的计算机收到这个响应包，于是就知道了自己的IP地址、子网掩码、网关地址、DNS服务器等等参数

三.DNS域名解析

1.dns的出现

    在互联网中，其实没有类似于这种域名方式，而替代的是以IP地址，如222.222.222.222，那我们在IE地址栏中应当输入222.222.222.222才能打开网站，但我们细想一下，互联网上的网站成千上万，如果每个网站登陆都需要记住一大串数字，那是不是特别不方便，对于记忆力不强的人，根本无法记住这么烦琐的数字。这个时候DNS就出现了，它的作用就是将222.222.222.222解析为，那么我们登陆的时候就直接输入域名就可以了。

2.dns的作用

   计算机为什么一定要设置DNS才能上网？有些朋友可能会发现，为什么我可能登陆QQ、MSN，但却打不开网页呢？其实大部分原因都是因为DNS服务器故障造成的，DNS服务器地址是唯一的，是运营商提供给终端用户用来解析IP地址及域名的关系，而如果不设定DNS服务器地址，那么就无法查询地址的去向，自然也就打不开网页，而QQ、MSN等即时聊天软件，采用的是UDP传输协议，即不可靠传输协议，无需提供DNS服务器地址，也同样可以登陆。

3.dns的查询

1>递归

    主机向本地域名服务器的查询一般都是采用递归查询。所谓递归查询就是：如果主机所询问的本地域名服务器不知道被查询的域名的IP地址，
那么本地域名服务器就以DNS客户的身份，向其它根域名服务器继续发出查询请求报文(即替主机继续查询)，而不是让主机自己进行下一步查询。
因此，递归查询返回的查询结果或者是所要查询的IP地址，或者是报错，表示无法查询到所需的IP地址。

2>.迭代

    本地域名服务器向根域名服务器的查询的迭代查询。迭代查询的特点：当根域名服务器收到本地域名服务器发出的迭代查询请求报文时，要么给出所要查询的IP地址，
要么告诉本地服务器：“你下一步应当向哪一个域名服务器进行查询”。然后让本地服务器进行后续的查询。根域名服务器通常是把自己知道的顶级域名服务器的IP地址告诉本地域名服务器，
让本地域名服务器再向顶级域名服务器查询。顶级域名服务器在收到本地域名服务器的查询请求后，要么给出所要查询的IP地址，要么告诉本地服务器下一步应当向哪一个权限域名服务器进行查询。
最后，知道了所要解析的IP地址或报错，然后把这个结果返回给发起查询的主机

3>两者比较总述

4>.DNS查询类型

DNS的查询类型有20种，比较常用的查询类型有有A,NS,CNAME,PTR，MX等五种类型。以下分别介绍五种类型：1）A:由DNS域名到IP地址的查询，即正向查询，编程中由函数gethostbyname实现。2）PTR：由IP到域名的查询，即逆向查询，编程中由函数gethostbyaddr。3）NS:查询解析的名字服务器（Name server）。4）CNAME：查询DNS的别名。5）MX:邮箱服务器查询。

4.DNS解析流程举例

如上图所示，我们将详细阐述DNS解析流程。1、首先客户端位置是一台电脑或手机，在打开浏览器以后，比如输入，它首先是由浏览器发起一个DNS解析请求，
如果本地缓存服务器中找不到结果，则首先会向根服务器查询，根服务器里面记录的都是各个顶级域所在的服务器的位置，当向根请求，
根服务器就会返回服务器的位置信息。2、递归服务器拿到的权威服务器地址以后，就会寻问cn的权威服务器，知不知道。这个时候cn权威服务器查找并返回。3、继续向，由：202.173.11.104、最终才能进行http的链接，顺利访问网站。5、这里补充说明，一旦递归服务器拿到解析记录以后，就会在本地进行缓存，如果下次客户端再请求本地的递归域名服务器相同域名的时候，就不会再这样一层一层查了，
因为本地服务器里面已经有缓存了，这个时候就直接把。

5.DNS缓存

DNS缓存指DNS返回了正确的IP之后，系统就会将这个结果临时储存起来。并且它会为缓存设定一个失效时间 (例如N小时)，在这N小时之内，当你再次访问这个网站时，系统就会直接从你电脑本地的DNS缓存中把结果交还给你，而不必再去询问DNS服务器，变相“加速”了网址的解析。当然，在超过N小时之后，系统会自动再次去询问DNS服务器获得新的结果。所以，当你修改了 DNS 服务器，并且不希望电脑继续使用之前的DNS缓存时，就需要手动去清除本地的缓存了。

6.DNS缓存分类

1）浏览器DNS缓存（内存中): 浏览器会按照一定频率缓存DNS记录2）本地操作系统DNS缓存(内存中): 如果浏览器缓存中找不到需要的DNS记录，那就去操作系统找。3）本地HOSTS文件（硬盘中）: Windows系统中位于C:WindowsSystem32driversetc4）路由器指定的DNS(远程): 路由器自动获取DNS地址，也可以手动修改-登录后台设置DNS服务器地址ps：路由器DNS被篡改会造成域名劫持，你访问的网址都会被定位到同一个位置，但是IP直接可以访问5）ISP的DNS服务器（远程）:  ISP(Internet Service Provider互联网服务提供商、联通电信移动)，ISP有专门的DNS服务器应 对DNS查询请求 6）根服务器（远程，跨国）: ISP的DNS服务器还找不到的话，它就会向根服务器发出查询请求

7.浏览器DNS查找顺序

浏览器DNS缓存->本地系统DNS缓存->本地计算机HOSTS文件->ISP DNS缓存->递归or迭代搜索

8.清除DNS缓存

1>.打开cmd执行命令：ipconfig /all  可清除电脑缓存
2>.查看本地dns缓存命令：ipconfig /displaydns
3>.清除本地dns缓存命令：ipconfig /flushdns#常见国内通用DNS地址:（国内用户推荐使用，速度较快！）首先DNS服务器地址添：114.114.114.114  (位于北京人民英雄纪念碑）备用DNS服务器地址添：114.114.115.115全球通用DNS地址（此DNS地址为谷歌服务器的）首选DNS服务器地址添：8.8.8.8备用DNS服务器地址添：8.8.4.4

四.网络通信流程

1.本机获取

本机的IP地址：192.168.10.10
子网掩码：255.255.255.0
网关的IP地址：192.168.10.1
DNS的IP地址：114.114.114.114

2.访问网站

打开浏览器，想要访问baidu，在地址栏输入了网址：www.baidu

3.dns协议

基于udp协议
udp是用户数据包协议，是OSI参考模型中一种无连接的传输层协议，提供面向事务的简单不可靠信息传送服务

4.http

HTTP协议是Hyper Text Transfer Protocol（超文本传输协议）的缩写，HTTP 协议和 TCP/IP 协议族内的其他众多的协议相同， 用于客户端和服务器之间的通信http类似于一个网络的开头
列如：
GET / HTTP/1.1
Host: le
Connection: keep-alive
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1) ……

5 .TCP协议

  TCP，即传输控制协议（Transmission Control Protocol），是一种网络通信协议，旨在通过Internet发送数据包。TCP是面向连接的协议，是允许系统通过Internet进行通信的标准，它定义了如何建立和维护应用程序可以通过其交换数据的网络对话；保证了数据的传递，并保证数据包的发送顺序与发送数据包的顺序相同。TCP是OSI层中的传输层协议TCP数据包需要设置端口，接收方（Google）的HTTP端口默认是80，发送方（本机）的端口是一个随机生成的1024-65535之间的整数，假定为51775。#TCP数据包的标头长度为20字节，加上嵌入HTTP的数据包，总长度变为4980字节

6 IP协议

TCP数据包再嵌入IP数据包。IP数据包需要设置双方的IP地址，这是已知的，发送方是192.168.1.100（本机），接收方是172.194.72.105（Google）。IP数据包的标头长度为20字节，加上嵌入的TCP数据包，总长度变为5000字节

7 .以太网协议

  IP数据包嵌入以太网数据包。以太网数据包需要设置双方的MAC地址，发送方为本机的网卡MAC地址，接收方为网关192.168.1.1的MAC地址（通过ARP协议得到）。以太网数据包的数据部分，最大长度为1500字节，而现在的IP数据包长度为5000字节。因此，IP数据包必须分割成四个包。因为每个包都有自己的IP标头（20字节），所以四个包的IP数据包的长度分别为1500、1500、1500、560。

8 服务器端响应

经过多个网关的转发，Google的服务器172.194.72.105，收到了这四个以太网数据包。根据IP标头的序号，Google将四个包拼起来，取出完整的TCP数据包，然后读出里面的”HTTP请求”，接着做出”HTTP响应”，再用TCP协议发回来。本机收到HTTP响应以后，就可以将网页显示出来，完成一次网络通信。