【网络是怎样连接的】第1章 - 浏览器生成消息(2)

1.2向DNS服务器查询Web服务器的IP地址

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生成HTTP消息之后,接下来我们需要委托操作系统将消息发送给Web服务器。尽管浏览器能够解析网址并生成HTTP消息,但它本身并不具备将消息发送到网络中的功能,因此这一功能需要委托操作系统来实现。

发送消息的功能对于所有的应用程序来说都是通用的,因此让操作系统来实现这一功能,其他应用程序委托操作系统来进行操作,这是一个比较合理的做法。

图1.8 IP的基本思路.png
图1.9 IP地址的表示方法.png
图1.10 IP地址的结构.png

网络号和主机号

在网络中,所有的设备都会被分配一个地址。这个地址就相当于现实中某条路上的“××号××室”。其中“号”对应的号码是分配给整个子网的,而“室”对应的号码是分配给子网中的计算机的,这就是网络中的地址。“号”对应的号码称为网络号,“室”对应的号码称为主机号,这个地址的整体称为IP地址。

实际的IP地址是一串32比特的数字,按照8比特(1字节)为一组分成4组,分别用十进制表示然后再用圆点隔开。

在IP地址的规则中,网络号和主机号连起来总共是32比特,但这两部分的具体结构是不固定的。在组建网络时,用户可以自行决定它们之间的分配关系,因此,我们还需要另外的附加信息来表示IP地址的内部结构。

子网掩码为1的部分表示网络号,子网掩码为0的部分表示主机号。

IP地址的主机号
全0:表示整个子网
全1:表示向子网上所有设备发送包,即“广播”

现在我们使用的方案是让人来使用名称,让路由器来使用IP地址。为了填补两者之间的障碍,需要有一个机制能够通过名称来查询IP地址,或者通过IP地址来查询名称,这样就能够在人和机器双方都不做出牺牲的前提下完美地解决问题。这个机制就是DNS。(IP地址效率高,域名方便使用)

图1.11 解析器的调用方法.png
图1.12 调用解析器时计算机内部的工作流程.png
图1.13 DNS服务器地址的设置.png

Socket库提供查询IP地址的功能

通过DNS查询IP地址的操作称为域名解析,因此负责执行解析(resolution)这一操作的就叫解析器(resolver)了。解析器实际上是一段程序,它包含在操作系统的Socket库中。库就是一堆通用程序组件的集合,其他的应用程序都需要使用其中的组件。

Socket库也是一种库,其中包含的程序组件可以让其他的应用程序调用操作系统的网络功能,而解析器就是这个库中的其中一种程序组件。Socket库中包含很多用于发送和接收数据的程序组件。socket 库适用于调用网络功能程序组件的集合。

通过解析器向DNS服务器发出查询

根据域名查询IP时,浏览器会使用 socket 库中的解析器。

调用解析器后,解析器会向DNS服务器发送查询消息,然后DNS服务器会返回响应消息。响应消息中包含查询到的IP地址,解析器会取出IP地址,并将其写入浏览器指定的内存地址中。

解析器的内部原理

网络应用程序(在我们的场景中就是指浏览器)调用解析器时,程序的控制流程就会转移到解析器的内部。
由于调用了其他程序,原本运行的程序进入暂停状态,而被调用的程序开始运行,这就是“控制流程转移”。

当控制流程转移到解析器后,解析器会生成要发送给DNS服务器的查询消息。
发送消息这个操作并不是由解析器自身来执行,而是要委托给操作系统内部的协议栈来执行。这是因为和浏览器一样,解析器本身也不具备使用网络收发数据的功能。解析器调用协议栈后,控制流程会再次转移,协议栈会执行发送消息的操作,然后通过网卡将消息发送给DNS服务器。

向DNS服务器发送消息时,我们当然也需要知道DNS服务器的IP地址。只不过这个IP地址是作为TCP/IP的一个设置项目事先设置好的,不需要再去查询了。

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