网络传输基础二

接入网络需要设置的必选项
  • 本机的IP地址
  • 子网掩码
  • 网关的IP地址
  • DNS的IP地址

如果是使用动态IP地址上网,就是使用了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

是建立在UDP协议基础上的。

DHCP数据包结构

(1)最前面的”以太网标头”,设置发出方(本机)的MAC地址和接收方(DHCP服务器)的MAC地址。前者就是本机网卡的MAC地址,后者这时不知道,就填入一个广播地址:FF-FF-FF-FF-FF-FF。

(2)后面的”IP标头”,设置发出方的IP地址和接收方的IP地址。这时,对于这两者,本机都不知道。于是,发出方的IP地址就设为0.0.0.0,接收方的IP地址设为255.255.255.255。

(3)最后的”UDP标头”,设置发出方的端口和接收方的端口。这一部分是DHCP协议规定好的,发出方是68端口,接收方是67端口。

这个数据包构造完成后,就可以发出了。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。因为接收方的MAC地址是FF-FF-FF-FF-FF-FF,看不出是发给谁的,所以每台收到这个包的计算机,还必须分析这个包的IP地址,才能确定是不是发给自己的。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服务器知道”这个包是发给我的”,而其他计算机就可以丢弃这个包。

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。

上网访问一个网页的实例

DNS协议

为了将网址转换成IP地址。已知DNS服务器为8.8.8.8,于是我们向这个地址发送一个DNS数据包(53端口)。

接下来利用子网掩码确定是不是同一个子网络;如果不是一个子网络,必须通过网关进行转发,此事接收方的地址是网关的MAC地址。

应用层协议

Http协议的数据包构造:

HTTP协议结构

以太网数据包的数据部分最大长度为1500字节,如果IP数据包的长度太大,就会分割成多个包。

服务器拿到http请求数据包后会将多个TCP数据包取出来拼起来,整合成完整的TCP数据包独处里面的“HTTP”请求,并做相应的HTTP响应,通过TCP协议发回来。