2017-09-04 读书笔记(互联网协议入门2)

这篇文章是接着上一篇文章的,地址是这个 互联网协议入门(二)

本机的IP地址、子网掩码、 网关的IP地址、DNS的IP地址,这四个参数缺一不可。

计算机每次开机,都会分到同样的IP地址,这种情况被称作"静态IP地址上网"。

"动态IP地址",指计算机开机后,会自动分配到一个IP地址,不用人为设定。它使用的协议叫做DHCP协议。

这个协议规定,每一个子网络中,有一台计算机负责管理本网络的所有IP地址,它叫做"DHCP服务器"。新的计算机加入网络,必须向"DHCP服务器"发送一个"DHCP请求"数据包,申请IP地址和相关的网络参数。

DHCP协议是一种应用层协议,建立在UDP协议之上,数据包是这样的:

DHCP协议数据包

以太网是广播发送,同一个子网络的每台计算机都收到了这个包。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服务器判断这个是发给他的。
接下来,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。

打开一个网页分别经过这些协议,进行了如下操作:

1、确认本地网络参数。

2、DNS协议帮助我们将一个网址转换成IP地址。

3、子网掩码判断出IP地址不是在同一个子网络后,我们要向一个网站发送数据包,必须通过网关192.168.1.1转发,也就是说,接收方的MAC地址将是网关的MAC地址。

4、浏览网页用的是HTTP协议,它的整个数据包构造是这样的:


HTTP协议数据包

5、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。

6、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,发送方是本机,接收方是172.194.72.105(Google)。

7、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)。

8、经过多个网关的转发,服务器收到了以太网数据包。如果数据包过大,会分成多个,这时候可以根据IP标头的序号,将多个包拼起来,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。

9、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。

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