计算机网络自顶向下 —— 链路层

Posted 2022-04-14 ifannie

前言

　　继续说链路层

　　web的请求 的三次我握手我写过一篇猝不及防的爱情

　　详细的说了三次握手

 

　　我是前端开发者

　　其实web的请求每一天都有在用

　　浏览器主动发起请求 请求成功后 服务器返回数据，拿到数据后，页面展示。

　　这就是实际应用的一条龙服务

　　然后再深入的了解一下web请求，我发现一位球友写的特别的详细，但是我找不到他的博客了，如果哪一天看到了。可以叫我注明出处。

 

正文

• 数据字段: (46-1500字节) 以太网的最大传输单元(MTU)是1500字节，最小长度是46字节。Ip数据报小于46字节，数据包必须被填充到46字节。
• 目的地址 目的地的MAC地址
• 源地址 源地址的MAC地址
• 类型字段 类型字段允许以太网复用多种网络层协议
• CRC 循环冗余检测
• 前同步码 以太网帧以一个8字节的前同步码字段开始，该前同步码的前7个字节都是10101010，最后一个字节是10101011。前7个字节用于唤醒接收适配器，并且将他们的时钟和发送方的时钟同步。

• MAC地址空间为6字节, 2^48比特
• IPv4: 4字节, 2^32比特
• IPv6: 21字节, 2^128比特

DNS和ARP

• Bob便携机上的操作系统生成DNS查询报文，将字符串www.google.com放入DNS报文的问题段中。该DNS报文则放置在一个具有53号目的端口的UDP报文段中。该UDP报文段则被放入具有IP目的地址的(68.87.71.226)和源IP地址(68.85.2.101)的IP数据报中。
• Bob便携机则将包含DNS请求报文的数据报放入一个以太网帧中。该帧将发送到Bob学校的网络路由器，然而Bob便携机知道了学校的网关路由器的IP地址，但是不知道MAC地址，需要使用ARP协议查询。
• Bob便携机生成一个具有目的IP地址68.85.2.1(默认网关)的ARP查询报文，将该查询报文放置在一个具有广播目的地址(FF:FF:FF:FF:FF:FF)的以太网帧中，并向交换机发送该以太网帧，交换机将该帧交付给所有连接的设备，包括网关路由器。
• 网关路由器在通往学校网络的接口上接受到包含该ARP查询报文的帧， 发现在ARP报文中目标IP地址68.85.2.1匹配其接口的IP地址。网关路由器因此准备一个ARP回答，指示他的MAC地址00:22:6B:45:1F:1B对应IP地址68.85.2.1。它将ARP回答放在一个以太网帧中，并向交换机发送该帧，再由交换机将帧交付给Bob便携机。
• Bob便携机接收包含ARP回答报文的帧，并从ARP回答报文中抽取网关路由器的MAC地址。

 

以下内容来自球友

WEB页面请求的历程

 

 

第一步：准备：通过DHCP、UDP等获取本机的动态IP

 

（1）Bob的PC机首先生成DHCP请求报文，放入目的端口67和源端口68的UDP报文段。报文段放入广播目的IP地址（255.255.255.255）和源IP地址（0.0.0.0）的IP数据报中。

（2）包含DHCP请求的数据报被放入以太网帧中，目的MAC地址为广播地址FF：FF：FF：FF：FF：FF，源MAC地址为PC适配器MAC地址。该帧在交换机所有出口端广播。

（3）路由器接口(MAC地址：00:22:6B:45:1F)接收到该帧，抽取出IP数据报。广播IP地址表示该IP数据报需要节点的高层协议处理，所以分解出UDP报文上传UDP。DHCP服务器从UDP报文段中得到该请求报文。

（4）服务器生成DHCP ACK报文，包括分配给PC的IP地址、DNS服务器IP地址、默认网关路由器IP地址（68.85.2.1）、子网块（68.80.2.0/24）。该报文放入UDP、IP数据报、以太网帧中，目的MAC地址为PC的MAC地址、源MAC地址为路由器刚刚收到帧的子网接口的MAC地址。

（5）ACK报文发送到交换机。由于交换机通过自学习，之前从PC接收帧的时候得到MAC地址和端口的映射，所以直接将帧从连接PC的接口转发。

（6）PC接收到帧，一步步抽取出ACK报文，记录下自己的IP地址、DNS服务器地址。配置IP转发表的默认网关，将目的地址为子网块之外的所有数据报发送向默认网关。

 

第二步：仍在准备：通过ARP查询DNS

 

（1）Bob的PC机生成DNS查询报文，www.google.com放入报文的问题段。DNS报文放入端口号53的UDP报文段中，UDP报文段目的IP为DNS服务器的IP地址，源IP地址为PC的IP地址的IP数据报，但是缺少默认网关的目的MAC地址（只知道IP地址）。

（2）PC发送查询默认网关MAC地址的ARP查询报文，放入广播目的地址的以太网帧。向交换机发送该帧，交换机将该帧转发给所有出口端。网关路由器收到查询报文后，准备ARP回答，包括默认网关IP和对应的MAC地址。将ARP回答放入以太网帧，目的MAC地址为PC的MAC地址。发送该帧，通过交换机交付给PC。

（3）PC获取该帧，抽取得到网关路由器的MAC地址。将步骤（1）中的数据报放入以太网帧，目的MAC地址为网关路由器的MAC地址。将帧发送给交换机，交付给网关路由器。

 

第三步：仍在准备：通过DNS查询到网站的IP

 

（1）网关路由器接收帧，抽取IP数据报。根据目的地址和转发表，决定下一跳路由器。将IP数据报放入链路层帧，发送至下一跳路由–comcast最左边路由器。

（2）comcast最左边路由器接收到帧，抽取IP数据报，根据目的IP地址和转发表确定出口，向DNS服务器转发数据报。转发表已经根据域内路由协议和域间路由协议填好。

（3）DNS服务器收到IP数据报，抽取出DNS查询报文，找到对应的IP地址，生成DNS回答报文，放入UDP报文段，反向寻址到学校路由器，最后通过交换机到PC。

（4）PC从DNS报文中抽取出www.google.com对应的IP地址。

 

第四步：WEB客户通过TCP和HTTP与服务器交互

 

（1）PC生成一个目的端口号80的TCP SYN报文段，放入目的IP为谷歌的（www.google.com）IP地址的数据报中，将该数据报放置在MAC地址为00:22:6B:45:1F:1B（网关路由器）的帧中，并向交换机发送。

（2）该数据报通过学校网络、comcast网络、谷歌网络到达谷歌服务器，服务器分配资源，产生TCP SYNACK报文段，放入数据报，反向到达PC。PC形成套接字，进入连接状态，第三次握手与之后的HTTP请求一起发送。

（3）PC的浏览器生成获取URL的HTTP GET报文，写入套接字。生成的TCP报文段放入一个IP数据报中，到达谷歌服务器。

（4）谷歌HTTP服务器从TCP套接字读取HTTP GET报文，生成HTTP响应报文，将请求的页面内容放入HTTP报文实体，将响应报文放入套接字，生成的TCP报文段放入IP数据报，经过网络到达PC。

（5）PC的浏览器从套接字读取HTTP响应，从实体中抽取页面的html，终于显示web页面。