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王佳斌

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HTTP关系密切的协议:IP、TCP、DNS

王佳斌 发布时间:2019-11-04 18:12:47 ,浏览量:2

负责传输的 IP 协议

按层次分,IP(Internet Protocol) 网际协议位于网络层。Internet Protocol 这个名称可能听起来有点夸张,但事实正是如此,因为几乎所有使用网络的系统都会用到 IP 协议。TCP/IP 协议族中的 IP 指的就是网际协议,协议名称中占据了一半位置,其重要性可见一般,可能有人会把 IP 和 IP地址 搞混,IP 其实是一种协议的名称。

IP 协议的作用是把各种数据包传送给对方,而要确保确实传送到对方那里,则还需要满足各类条件。其中两个重要的条件是 IP 地址和 MAC 地址(Media Access Control Address)。

IP 地址指明了节点被分配到的地址,MAC 地址是指网卡所属的固定地址。IP 地址可以和 MAC 地址进行配对。IP 地址可变换,但 MAC 地址基本上不会更改。

使用 ARP 协议凭借 MAC 地址进行通信

IP 间的通信依赖 MAC 地址,在网络上,通信的双方在同一局域网(LAN) 内的情况是很少的,就比如两个人都在一个机房里,他们可以联机玩游戏。通常情况下是经过多台计算机和网络设备中转才能连接到对方。而在进行中转时,会利用下一站中转设备的 MAC 地址来搜索下一个中转目标。这时,会采用 ARP 协议,ARP 是一种用以解析地址的协议,根据通信方的 IP 地址就可以反查出对应的 MAC 地址。

没有人能够全面掌握互联网中的传输状况

在到达通信目标前的中转过程中,那些计算机和路由器等网络设备只能获悉很粗略的传输线路。

这种机制称为路由选择(routing),有点像快递公司的送货过程。想要寄快递的人,只要将自己的货物送到集散中心,就可以知道快递公司是否肯收件发货,该快递公司的集散中心检查货物的送达地址,明确下站该送往哪个区域的集散中心。接着,那个区域的集散中心自动判断是否能送到对方的家中。

我是想通过这个比喻说明,无论哪台计算机、那台网络设备,它们都无法全面掌握互联网中的细节,下图解释了这些: 在这里插入图片描述

确保可靠性的 TCP 协议

按层次分,TCP 位于传输层,提供可靠的字节流服务,所谓字节流服务(Byte Stream Service) 是指,为了方便传输,将大块数据分割成以报文段(segment) 为单位的数据包进行管理。而可靠的传输服务是指,能够把数据准确可靠地传给对方。一言以蔽之,TCP 协议为了更容易传送大数据才把数据分割,而且 TCP 协议能够确认数据最终是否送达到对方。

确保数据能到达目标

为了准确无误地将数据送达目标处,TCP 协议采用了三次握手(three-way handshaking) 策略。用 TCP 协议把数据包送出去后,TCP 不会对传送后的情况置之不理,它一定会向对方确认是否成功送达。握手过程中使用了 TCP 标志(flag) —— SYN(synchronize) 和 ACK(acknowledgement)。

发送端首先发送一个带 SYN 标志的数据包给对方,接收端收到后,回传一个带有 SYN/ACK 标志的数据包以示传达确认信息。最后,发送端再回传一个带 ACK 标志的数据包,代表 “握手” 结束。

若在握手过程中某个阶段莫名中断,TCP 协议会再次以相同的顺序发送相同的数据包,下图解释了三次握手的过程: 在这里插入图片描述 注意,除了上述三次握手策略,TCP 协议还有其他各种手段来保证通信的可靠性!

负责域名解析的 DNS 服务

DNS(Domain Name System) 服务是和 HTTP 协议一样位于应用层的协议,它提供域名到 IP 地址之间的解析服务,计算机既可以被赋予 IP 地址,也可以被赋予主机名和域名。

用户通常使用主机名或域名来访问对方的计算机,而不是直接通过 IP 地址访问,因为与 IP 地址的一组纯数字相比,用字母配合数据的表示形式来指定计算机名更符合人类的记忆习惯。对于域名,大家并不陌生,域名解决了 IP 地址难以记忆的问题,就像 www.baidu.com ,其中 “baidu” 就是域名,且每个域名对应一个唯一的 服务器 IP 地址,域名与 IP 地址是绑定的关系,它们密不可分,也就是说,你的域名不绑定 IP 地址的话,域名是不生效的。

为了解决上述问题,DNS 服务应运而生,DNS 协议提供通过域名查找其对应的 IP 地址,或逆向从 IP 地址反查域名的服务,如下图所示: 在这里插入图片描述

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