五分钟了解网络链接

前言：

笔者最近阅读大量网络原理相关书籍，所以总结出此文，读完本文，读者们应该要了解下面名词：

浏览器、Web服务器、网址(URL)、HTTP、HTML、协议、URI、请求消息、解析器、Socket库、DNS服务器、域名

网络原理系列文章：

1、五分钟了解网络链接(已完成)

2、收发数据的原理(上)(已完成)

3、收发数据的原理(下)(已完成)

4、收发数据的番外篇(未完成)

• 生成HTTP请求消息
• 向DNS服务器查询Web服务器的IP地址
• DNS服务器的互相配合(如何找出IP地址)
• 委托协议栈发送消息

生成HTTP请求消息

一、从网址开始

咱们看NBA，要在浏览器输入某个nba网址吧，没错。就是那串http://开头的那串玩意儿, sports.qq.com/，以下图，只不过浏览器把前面的http://隐藏而已，复制能够见到完整网址。

这串玩意儿叫网址，更准确的叫URL（统一资源定位符）

咱们通常访问的是Web服务器，但实际上浏览器还有不少功能，FTP（文件传输协议）服务器上下载和上传文件，同时也具有电子邮件客户端的功能。因此有各类不一样的URL。访问Web服务器用“http”，而访问FTP服务器用“ftp”.下面图一列举了互联网常见的几种URL,不喜欢看请忽略。 在此，请对域名，有个浅显了解。日后会详细介绍。

域名：像www.baidu.com这样以句点(.)分隔的名称。

URL开头的文字，即 “http:” “file:” “mailto:” 这部分文字都表示文字都表示浏览器应当使用的访问方法。好比访问Web服务器时应该使用HTTP协议，而访问FTP服务器则应该使用FTP协议。由于，咱们能够把这部分理解为访问时使用的协议类型

HTTP协议：超文本协议

二、HTTP的思路

HTTP协议定义了客户端和服务端之间交互的消息内容和步骤。

首先，客户端向服务器发送请求消息，请求消息包含两部分（“对什么”和“进行怎样的操做”）。“对什么”是指访问目标（URI），“进行怎样的操做”则是指方法，也称HTTP谓词。收到请求消息后，Web 服务器会对其中的内容进行解析，经过接收的URI和方法完成本身的工做，而后将结果存放在响应消息中，返回给客户端。

笔者认为，URI强调的是给资源标记命名，URL强调的是给资源定位，URL显然比URI包含信息更多，举个例子，我是小肥仔，我是来自广东深圳市光明区某路某小区201号房的小肥仔彭友。若是URI为前者，则URL为后者。

三、生成HTTP请求消息

使用GET方法的状况下，仅凭方法和URI，Web 服务器就能判断须要进行怎样的操做，所以消息体中不须要填写任何数据。而POST则须要消息体。

四、返回响应消息

咱们把请求消息发送出去以后，Web服务器会返回响应消息。其中会有状态码和响应短语。

1条请求消息中只能够写1个uRI,因此每次只能获取1个文件。好比1个页面中包含3张图片，那么获取网页加上获取图片，一共须要向Web服务器发送4条请求。

向DNS服务器查询Web服务器的IP地址

一、IP地址的基本知识

生成HTTP消息以后，咱们须要委托操做系统将消息发送给Web服务器。

由于浏览器只能解析网址并生成HTTP消息，但它自己不具将消息发送到网络中的功能，只能委托操做系统。操做系统发送消息，必须提供IP地址，而不是通讯对象的域名(前面说过，相似www.baidu.com的一串玩意)。因此生成HTTP消息的下一个步骤就是根据根据域名查询IP地址。

IP地址科普：

互联网和公司内部的局域网都是基于TCP/IP的思路来设计，TCP/IP结构是由一些小的子网，经过路由器链接起来组成一个大网络。这里的子网暂时能够理解为几台计算机。 在网络中，全部的设备都会被分配一个地址。这个地址就至关于现实中某条路上的“xx号xx室”。其中“号”是分配给整个子网的，而“室”对应的号码称为网络号，“室”对应的号码称为主机号，这个地址的总体叫作IP地址。 经过IP地址，咱们能够判断出对象服务器的位置，从而将消息发送到服务器。实际的IP地址是一串32比特的数字，按照8比特(1字节)为一组分红4组，分别用十进制表示，而后再用圆点隔开。eg:“10.11.12.13”、“202.96.128.86”

二、域名和IP地址并用的理由

TCP/IP网络是经过IP地址来肯定通讯对象，所以不知道IP地址就没法将消息发送给对方，这跟咱们打电话须要知道对方的电话号码同样才能够。

可能有人会问，为何不直接用IP地址去访问网址，确实，咱们直接输入IP地址是能够访问的。可是IP地址那串数字，难以记住。好比百度的网址，不是“www.baidu.com”，而是“202.96.128.99”，你怎么记住呢？

而后你可能又会问，干么不直接用域名去肯定通讯对象呢，其实，这是能够的，可是这会影响运行效率。

IP地址的长度为32比特(4字节)，而域名最短的也要几十个字节，最长甚至能够达到255字节。字节长并且长短不一，处理起来很是复杂，因此这影响了效率（增长路由器的负担）。

三、Socket 库提供查询IP地址的功能

DNS服务器能够帮咱们查询到IP地址。

经过DNS服务器发出查询的操做成为域名解析。负责解析的这个操做就叫作解析器，解析器它是一段程序，包含在操做系统的Socket库中（Socket库包含不少发送和接受数据的程序组件，是网络开发的一种标准库）。Socket库是标准组件，咱们从应用程序进行调用便可。若是，解析器的程序名称为“getIPadressWithDN”，以及须要解析的域名为“www.baidu.com”，过程以下:

四、解析器的内部原理

解析器生成要给DNS服务器的查询消息，可是解析器自己也不具有使用网络收发数据的功能(之因此用“也”，是由于这一过程跟浏览器生成HTTP消息发送给Web服务器相似)，因此须要委托协议栈(操做系统内部的网络控制软件，也叫“协议驱动”、“TCP/IP驱动”)执行操做，再经过网卡发给DNS服务器。

网络程序调用解析器，程序的控制流程会发生转移。那么“控制流程转移”指的是什么呢？ 通常来讲，应用程序编写的操做内容是从上往下按顺序执行的，当到达须要调用解析器的部分时，对应的那一行程序就会执行，应用程序自己的工做就会暂停，而后，Socket库的解析器开始运行，完成应用程序委托的操做。像这样，因为调用其余的程序，本来运行的程序进入暂停状态，而被调用程序的开始运行。这就是“控制流程转移”。

DNS服务器的互相配合

一、DNS服务器的基本工做

DNS的基本工做就是接受来自客户端查询消息，而后根据消息的内容返回响应。其中，客户端的消息包含3中信息

一、域名： 服务器、邮件服务器（邮件地址中@后面的部分）的名称 二、Class:它的值永远为“IN” 三、记录类型： 表示域名对应何种类型的记录。当类型为A(Address)时，表示域名对应的是IP地址；MX(Mail eXchange)时，则表示域名对应的是邮件服务。

1、查询“www.baidu.com”IP地址：

域名=www.baidu.com、Class = IN、记录类型=A

2、查询“dwyane@qq.com”邮件服务器:

域名=qq.com”、Class = IN、记录类型=MX

二、域名的层次结构

互联网中不可胜数的服务器，因此存储他们信息的只用一台DNS服务器是不可能的，须要将信息分布在多台DNS服务器，而后它们相互接力配合，从而查找出要查的信息。DNS服务器中全部信息都是按照域名以分层次的结构保存。相似公司中的事业集团、部门、科室结构。

DNS中的域名是用句点来分隔的，域名越靠右的位置表示层级越高。好比：“www.ituring.com.cn”域名，cn 是公司集团，com 是研发部， ituring 是后台小组，因此能够理解为某公司集团cn 下的com 研发部的 ituring 后台小组的 www。其中至关一个层级的部分称为域，即 com 域的下一层级是 ituring 域， 再下一层才是 www 这个名字

cn是国家顶级域名，中国是cn，美国是us，日本是jp，表示工商企业的 .com，表示网络提供商的.net，表示非盈利组织的.org等

有时咱们会看到相似这种“sports.qq.com”、“finance.qq.com ”,这二者有什么关联吗？ 这二者其实就是某讯旗下的体育和金融版本,“qq.com”是他的公司域，由于不可能说一个公司的不一样板块（或者说不一样的事业集团），我给你公司多个DNS服务器，一个域是不可分割的。解决办法是创建子域。例如某讯就是在公司域“qq.com”的下面创建子域“sports.qq.com”、“finance.qq.com ”

寻找相应的DNS服务器并找到IP地址

找到DNS服务器中存放的信息，关键是找到信息归哪台DNS服务器管。

HTTP的三次握手、四次挥手 blog.csdn.net/AI_Gentlema…

互联网有无数台DNS服务器，不可能一台一台挨个找。因此采起如下方法。首先，将负责管理夏季域的DNS服务器的IP地址注册到他们的上级DNS服务器中，而后上级DNS服务器的IP地址再注册到更高一级的DNS服务器中，以此类推。

在互联网中，比com和cn更高一级，称为根域。根域在域名的最后加上一个点，如“www.baidu.com.”最后的那个句点表明根域名，可是那个句点常常被省略,根域的DNS服务器保管着com、cn等DNS服务器的信息。因为上级DNS服务器保管着全部下级DNS服务器的信息，因此咱们可从根域开始一路往下顺藤摸瓜找到任意一个域的DNS服务器。

另外，根域的DNS服务器信息存在互联网中全部的DNS服务器中。分配给根域DNS服务器的IP地址只有13个。

下面以“www.gov.cn”和“sports.qq.com”举例说明DNS服务器查找流程

客户端首先会访问最近的一台DNS服务器(也就是客户端的TCP/IP设置中填写的DNS服务器地址)，假设咱们要查找“sports.qq.com”这台Web服务器相关信息，但因为最近的DNS服务器没有存放“sports.qq.com”这一域名对应的信息，因此从该服务器获取根域的地址，把查询消息转发给根域，继续从根域查找，根域没有该域名信息，继续往下找，去到com域找，com域没有“sports.qq.com”的信息，因此返回他下一级的“qq.com”域的DNS服务器IP地址，继续往下找...

经过缓存加快DNS服务器的响应

有时候不须要从最上级的根域开始查找，由于DNS服务器有一个缓存功能，能够记住以前的域名。若是要查询的域名和相关信息已经在缓存中，那么能够直接从缓存处获得所需信息，而后从缓存位置开始向下查找。这样对比与从根域开始，减小了查询时间。

当查询的域名不存在时，缓存也会存储起来，下次查询时，直接快速反应。 若是信息被缓存了，本来的注册信息可能会发生改变，那么缓存中的信息就可能不正确了，所以，DNS服务器中保存的信息设置一个有效期，当缓存中的信息超过有效期后，数据就会从缓存中删除。

委托协议栈发送消息

数据收发操做

获悉ip以后，就能够委托操做系统内部的协议栈发送消息到目标IP地址，也就是发送到Web服务器，发送给Web服务器的HTTP消息是一种数字消息。

简单来讲，总体思路就是收发数据的两台计算机之间链接了一个数据通道，数据沿着这个通道流动，最终到达目的地，会在目的地的那一端被取出。数据流动是双向的，能够从任何一个端流入。

实际过程，可把收发数据总结为四步：

• 一、建立套接字（建立套接字阶段）
• 二、将管道链接到服务器端的套接字上（链接阶段）
• 三、收发数据（通讯阶段）
• 四、断开管道并删除套接字（断开阶段）

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参考文献： 域名知识百科

网络是怎样链接的