011-通过网络协议解析网络请求-DNS-ARP-TCPIP

一、概述

1.1、tcp/ip概述

　　TCP/IP不是一个协议，而是一个协议族的统称。里面包括IP协议、IMCP协议、TCP协议。跨越了多层模型的多层

　　TCP/IP协议族按照层次由上到下，层层包装。最上面的是应用层，这里面有http，ftp,等等我们熟悉的协议。而第二层则是传输层，著名的TCP和UDP协议就在这个层次。第三层是网络层，IP协议就在这里，它负责对数据加上IP地址和其他的数据以确定传输的目标。第四层是数据链路层，这个层次为待传送的数据加入一个以太网协议头，并进行CRC编码，为最后的数据传输做准备。

　　　　     

1.2、数据协议封装过程

　　

　　上图清楚地表示了TCP/IP协议中每个层的作用，而TCP/IP协议通信的过程其实就对应着数据入栈与出栈的过程。入栈的过程，数据发送方每层不断地封装首部与尾部，添加一些传输的信息，确保能传输到目的地。出栈的过程，数据接收方每层不断地拆除首部与尾部，得到最终传输的数据。

　　

1.3、数据链路层

　　物理层负责0、1比特流与物理设备电压高低、光的闪灭之间的互换。 数据链路层负责将0、1序列划分为数据帧从一个节点传输到临近的另一个节点,这些节点是通过MAC来唯一标识的(MAC,物理地址，一个主机会有一个MAC地址)。

　　　　

• 封装成帧: 把网络层数据报加头和尾，封装成帧,帧头中包括源MAC地址和目的MAC地址。
• 透明传输:零比特填充、转义字符。
• 可靠传输: 在出错率很低的链路上很少用，但是无线链路WLAN会保证可靠传输。
• 差错检测(CRC):接收者检测错误,如果发现差错，丢弃该帧。

socket

　　应用在使用 TCP 或 UDP 时，会用到操作系统提供的类库。这种类库一般被称为 API（Application Programming Interface，应用编程接口）。

　　使用 TCP 或 UDP 通讯时，广泛使用到套接字（Socket）的 API。套接字原本是由 BSD UNIX 开发的，但是后被移植到了 Windows 的 Winsock 以及嵌入式操作系统中。

　　应用程序利用套接字，可以设置对端的 IP 地址，端口号，并实现数据的发送与接收。

　　网络上的两个程序通过一个双向的通信连接实现数据的交换，这个连接的一端称为一个 Socket。

　　建立网络通信连接至少要一对端口号(Socket)。Socket 本质是编程接口(API)，对 TCP/IP 的封装，TCP/IP 也要提供可供程序员做网络开发所用的接口，这就是 Socket 编程接口；HTTP 是轿车，提供了封装或者显示数据的具体形式；Socket 是发动机，提供了网络通信的能力。

1.4、如果发生网络请求

如：get http://jd.com/auth/user/currentUser.以下叙述其过程

　　

应用层

1、DNS（53）：

　　输入的是一个URL需要转化成IP地址。首先我们知道我们本地的机器上在配置网络时都会填写DNS，这样本机就会把这个url发给这个配置的DNS服务器，如果能够找到相应的url则返回其ip，否则该DNS将继续将该解析请求发送给上级DNS，整个DNS可以看做是一个树状结构，该请求将一直发送到根直到得到结果。

2、http（80）

　　主要职责是生成针对目标web服务器的http请求报文（请求行、请求头部），以及应用程序会对内容进行编码处理，例如：UTF-8，GB2312 等

传输层

3、TCP

　　将http请求报文分割成报文段，按序号分为多个报文段。（三次握手四次挥手）

　　TCP根据应用的提示，负责建立连接，发送数据以及断开连接。TCP 提供将应用层发来的数据顺利发送至对端的可靠传输。

　　为了实现 TCP 的这一功能，需要在应用层数据的前端附加一个 TCP 的首部。TCP 的首部中包括源端口号和目标端口号、序号。随后将附加了 TCP 首部的包再发送给 IP。

网络层

4、ICMP

　　辅助IP协议的协议

5、IP

　　搜索目标的地址，一边中转一边传送。（路由）

　　IP 将 TCP 传过来的 TCP 首部和 TCP 数据合起来当做自己的数据，并在 TCP 首部的前端加上自己的 IP 首部。IP 首部中包含接收端 IP 地址，发送端 IP 地址。随后 IP 包将被发送给连接这些路由器或主机网络接口的驱动程序，以实现真正的发送数据。

6、ARP

　　因为最终都要在数据链路层上进行传输，而数据链路层并不认识IP地址，所以ARP的职责就是把IP地址转换成数据链路层认识的MAC地址。

数据链路层、网络接口（以太网驱动）的处理

　　从 IP 传过来的 IP 包，对于以太网卡来说就是数据。给这些数据附加上以太网首部并进行发送处理。以太网首部中包含接收端 MAC 地址，发送端 MAC 地址，以太网类型，以太网数据协议。根据上述信息产生的以太网数据将被通过物理层传输给接收端。

　　把网络层交下来的IP数据报添加首部和尾部，封装为MAC帧，现在根据目的mac开始建立TCP连接，三次握手，接收端在收到物理层上交的比特流后，根据首尾的标记，识别帧的开始和结束，将中间的数据部分上交给网络层，然后层层向上传递到应用层；

通过数据链路层到达目标机器之后。

网络层

7. RARP

　　这其实是ARP的逆过程，将MAC地址转换成Ip地址

传输层

8. TCP

将接收到的报文段按序号进行重组。

应用层

9、HTTP

HTTP协议对http请求进行解析处理。