文 | 东临瑞     图 | 网络（侵删）

DNS域名解析

①浏览器先在本地host文件中查找，如果查找到了该www.sina.com.cn主机到相应IP地址的映射条目，则域名解析成功。

②如果没有找到对应的映射，则请求本地所配置的DNS服务器，如果本地的DNS服务器缓存了www.sina.com.cn主机对应的IP地址的信息，则本地DNS服务器返回相关数据，域名解析成功。

③如果没有找到对应的IP地址的信息，浏览器递归查找DNS服务器，服务器进行迭代查找，直到找到www.sina.com.cn主机对应的IP地址的信息，然后返回结果到浏览器，没有找到的话域名解析失败。

递归查找的过程：

浏览器先向DNS服务器发出DNS请求，目的是获取www.sina.com这个域名所对应的IP地址；

浏览器向本机DNS模块发出DNS请求，DNS模块生成相关的DNS报文；接着，DNS模块将生成的DNS报文传递给传输层的UDP协议单元；UDP协议单元将该数据封装成UDP数据报，传递给网络层的IP协议单元；IP协议单元将该数据封装成IP数据包，其中目的IP地址为DNS服务器的IP地址；封装好的IP数据包将传递给数据链路层的协议单元进行发送；发送时如果ARP缓存中没有相关数据，则发送ARP广播请求，等待ARP回应；

数据链路层的作用范围是局域网，那么其MAC地址肯定是局域网内某台机器的MAC地址。并且ARP协议的作用范围也是局域网。但是IP数据包的目的地址未必都是局域网内的，如果不是，在局域网内进行ARP广播查询该IP地址对应的MAC地址，肯定没有人回应，因为大家谁都没有这个IP地址。

使用子网掩码就可以确定IP地址是不是同一个局域网里的。如果是同一个局域网，那么就可以进行ARP。如果不是，这就要靠网络层了。路由表不是只在路由器上才有的，本机上也有，而且也有路由过程。

默认路由路径（因为任何一个IP地址 AND 0.0.0.0 后肯定都是 0.0.0.0 的）意思就是：如果其他路由项都不符合，则发送到默认网关。默认情况下，windows机器不会充当路由器的功能，它不会转发（forward）自己接受到的但是目的地址不是自己的包。但是这是可以设置的，通过开启路由转发功能，就能充当一个路由器了。这样，局域网中另一台机器就可以把默认网关设置为你的IP，然后他的所有到外网的包都先交给你，然后你再路由转发出去。

IP地址转换到MAC地址的过程如下：

　①首先得到IP包需要送达的目的地址IP-des ；

　②查路由表，根据匹配IP-des 的路由表项得到下一跳（next hop）的中间目的地址IP-next （可以保证IP-next 是局域网中的地址）；

　③在ARP缓存中查找IP-next 对应的MAC地址，如果缓存中没有，再到局域网中使用ARP协议进行询问；得到了MAC地址后，将MAC地址放到帧头，发送数据。

当得到ARP回应后，将IP地址与路由下一跳MAC地址对应的信息写入ARP缓存表；写入缓存后，以路由下一跳地址填充目的MAC地址，并以数据帧形式转发；因为DNS服务器在网络中的位置不同，所以这个转发过程可能会进行多次；

DNS请求被发送到DNS服务器的数据链路层协议单元；DNS服务器的数据链路层协议单元解析收到的数据帧，将其内部所含有的IP数据包传递给网络层IP协议单元；DNS服务器的IP协议单元解析收到的IP数据包，将其内部所含有的UDP数据报传递给传输层的UDP协议单元；DNS服务器的UDP协议单元解析收到的UDP数据包，将其内部所含有的DNS报文传递给该服务器上的DNS服务单元；DNS服务单元收到DNS请求，将域名解析为对应的IP地址，产生DNS回应报文；

（所有应用层报文必须通过传输层、网络层和数据链路层，其中　网络层主要任务是路由，而数据链路层是提供相邻两个网络实体间端到端的数据传输，可以理解成为局域网内两台机器间的数据传输。下面的过程就不再像之前那样赘述，尽量简写了。）

DNS回应报文→UDP→IP→MAC→→请求域名解析的主机；

请求域名解析的主机收到数据帧，该数据帧→IP→UDP→DNS→浏览器；

将域名解析的结果以域名和IP地址对应的形式写入本地DNS缓存表。

浏览器与www.sina.com.cn建立TCP连接

浏览器根据地址类型(IPv4,IPv6),套接字类型(SOCK_STREAM、SOCK_PACKET)，协议类型(UDP，TCP)创建套接字(socket(int domain, int type,

int protocol))，并绑定一个地址(IP+端口号)，然后监听该端口(listen())，现在服务器端处于监听状态。客户端用服务器IP地址和应用端口号创建一个套接字作为请求的套接字，调用connection函数(这里会为客户端创建一个套接字，客户端IP地址+任意分配的端口号)试图请求连接(整个连接过程就是三次握手的过程)。

浏览器向www.sina.com.cn发出TCP连接请求报文：

　　该请求TCP报文中的SYN标志位被设置为1，表示连接请求；

　　该TCP请求报文→IP(DNS)→MAC(ARP)→→网关→→www.sina.com.cn主机；

　　该TCP请求报文经过IP层时，填入的目的IP地址就是上面DNS过程获得的IP地址；

　　经过数据链路层时，若MAC地址不明，还要进行上面所叙述的ARP过程；

　　www.sina.com.cn收到的数据帧→IP→TCP，TCP协议单元会回应请求应答报文；

　　该请求应答TCP报文中的SYN和ACK标志位均被设置为1，表示连接请求应答；

　　该TCP请求应答报文→IP→MAC(ARP)→→网关→→请求主机；

　　请求主机收到数据帧→IP→TCP，TCP协议单元会回应请求确认报文；

　　该请求应答TCP报文中的ACK标志位被设置为1，表示连接请求确认；

　　该TCP请求确认报文→IP→MAC(ARP)→→网关→→www.sina.com.cn主机；

　　www.sina.com.cn收到的数据帧→IP→TCP，连接建立完成；

　　在这个过程中，任何一个报文出错或超时，都要进行重传；

　　这个过程被称为TCP建立连接的三次握手

浏览器开始HTTP访问过程

IE浏览器向www.sina.com.cn发出HTTP-GET方法报文：

　　该HTTP-GET方法报文→TCP→IP→MAC→→网关→→www.sina.com.cn主机；

　　www.sina.com.cn收到的数据帧→IP→TCP→HTTP，HTTP协议单元会回应HTTP协议格式封装好的HTML超文本形式数据；

　　HTTP-HTML数据→TCP→IP→MAC(ARP)→→网关→→请求主机；

　　请求主机收到的数据帧→IP→TCP→HTTP→浏览器，浏览器会以网页形式显示HTML超文本，就是我们所看到的网页。

断开TCP连接

浏览器向www.sina.com.cn发出TCP连接结束请求报文：

　　该请求TCP报文中的FIN标志位被设置为1，表示结束请求；

　　该TCP结束请求报文→IP→MAC(ARP)→→网关→→www.sina.com.cn主机；

　　www.sina.com.cn收到的数据帧→IP→TCP，TCP协议单元会回应结束应答报文；

　　该结束应答TCP报文中的FIN和ACK标志位均被设置为1，表示结束应答；

　　该TCP结束应答报文→IP→MAC(ARP)→→网关→→请求主机；

　　这个过程需要双向进行，因此www.sina.com.cn主机也会按上述流程再做一次；

　　整个过程被称为TCP断开连接的四次握手。