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一、情景再现#xff1a;ISP网络为学校提供了DNS服务#xff0c;所以#xff0c;DNS服务器驻留在ISP网络内#xff0c;而不再学校网络内。DHCP服务器运行在学校网络的路由器上。
小明拿了一台电脑#xff0c;通过网线#xff0c;接入到校园网…上面的文件里有思维导图哦~
一、情景再现ISP网络为学校提供了DNS服务所以DNS服务器驻留在ISP网络内而不再学校网络内。DHCP服务器运行在学校网络的路由器上。
小明拿了一台电脑通过网线接入到校园网内部。其目的是为了访问谷歌网站即谷歌的web服务器 二、访问谷歌百度服务器前的准备工作----计算机对人类语言的加工
1、计算机网络发展第一阶段人机交互的加工过程 应用层将人类语言转换为编码ascII、utf-8、unicode 表示层将编码转换成二进制0、1 介质访问控制层将二进制转换成电信号高电平1、低电平0 物理层传输电信号 2、OSI参考模型 1每层作用 应用层为应用程序提供网络服务 表示层定义数据格式对数据进行加密、解密、压缩、解压缩等 会话层对通过双方间的会话进行建立、维护、拆除----session id----区分同一程序间的不同进程 传输层建立端到端的链接依靠端口号 端口号0-65535其中0和605535是系统保留的。 知名端口号知名的服务或者协议1-1023 HTTP超文本传输协议----80----TCP HTTPS安全超文本传输协议----443----TCP FTP文件传输协议----20、21----TCP TFTP简单文件传输协议----20、21----UDP DHCP动态主机分配协议----67服务器端、68客户端----UDP DNS域名解析协议----53----TCP/UDP telnet远程登录协议----23----TCP SMTP简单邮件传输协议发邮件----25----TCP POP3邮局协议收邮件----110----TCP 动态端口号客户端随机使用1024-65534 网络层根据IP寻址范围寻址、提供路由、转发数据路由器、三层交换机、防火墙 数据链路层根据MAC寻址精确寻址、封装成帧、差错检测、流量控制 物理层传输电信号、传输比特流、定义一些物理参数标准电压、接口、线缆标准、信号输出模式等 信号模式 单工模式设备只有一个操作收或者发消息收音机 半双工模式收和发两个功能不能同时使用 全双工模式收和发两个功能能同时使用
2通信过程封装与解封装 3、TCP/IP参考模型
1两种模型及其区别 2通讯过程封装与解封装 4、TCP/IP的跨层封装
1两种模型之间的不同点 TCP/IP支持跨层封装而OSI不行 OSI参考模型的核心思想是分层而分层的目的就是上层协议在其下层协议提供的服务的基础上提供增值服务。所以OSI在设计协议的时候层次之间还是存在依赖性的 TCP/IP模型其本身就是先有的协议后有的模型。TCP/IP协议簇里的协议本身都是相互独立的每层中的协议可以根据系统的需要进行组合匹配。 2跨层封装的目的 --- 提高封装和解封装的速度加快传输效率。 TCP/IP的跨层封装一般应用在直连设备之间的通讯。一般有两种形式 跨四层封装 --- 应用层封装后的数据直接封装网络层。传输层的功能将由网络层代替----协议号代替端口号将数据填充到IP报头分片代替分段 特点一般用在直连路由设备之间 典型代表OSPF协议 正常封装其上层是TCP或者UDP协议。TCP协议对应的协议号是6UDP协议对应的协议号是17。但是我们这个协议号的取值范围是0 - 2558位二进制剩余的这些协议号都是用来标定跨层封装协议的。比如我们OSPF协议对应的协议号是89。
ICMP协议对应协议号是1 跨三四层封装----应用层封装后的数据直接封装二层。
特点应用在直连交换设备之间
典型代表: STP协议 三四层的工作需要二层完成以太网工帧里类型字段,可以用来区分上层协议,勉强能完成四层工作但是三层的分片工作并无法完成。这时候我们就需要使用另外一种以太网的帧结构了802.3帧。 LLC负责分片和提供帧类型号。逻辑链路控制层为数据传输提供一个可靠的保障减少出现帧丢失、失序、重复
MAC负责正常的MAC地址和前导。媒体接入控制子层 抓取STP数据包 三、访问一个谷歌百度服务器的流程 1、主机需要一个IP地址才能上网本场景中通过DHCP服务获取IP地址
1DHCP协议回顾 在华三中广播包 DHCP租期更新DHCP request
租期到达50%如果客户端在线会向服务器发起租约更新的请求。
租期到达87.5%如果客户端在线会向服务器发起租约更新的请求。 DHCP地址释放DHCP release
租约到期服务器端无响应客户端会自动停止使用该IP地址
如果客户端不再使用服务器分配的IP地址也可以主动向DHCP服务器发送DHCP RELEASEDHCP释放报文报文释放该IP地址。 DHCP的8个报文
DHCP discover
DHCP offer
DHCP request
DHCP Ack:
DHCP NAKDHCP响应拒绝报文这是服务器端对客户端的DHCP request报文的响应拒绝比如租期到期客户端不在线。服务器端出现故障导致其没法分配IP地址则会给客户端发送一个DHCP NAK报文。
DHCP declineDHCP拒绝报文当客户端发现服务器端分配给自己的IP地址发生冲突会给服务器端发送一个DHCP decline报文
DHCP release
DHCP informDHCP通告报文客户端已经获取到了IP地址此时客户端会向服务发送一个DHCP inform报文向服务器请求IP地址相应的掩码、网关、DNS服务器地址等信息 2DHCP的第一个报文通过网线来到了----交换机 DHCP discover
物理层目标MACFF:FF:FF:FF:FF:FF :源MAC00:16:D3:23:68:8A目标IP255.255.255.255 源IP0.0.0.0.0 源端口号68 目标端口号67应用层数据
DHCP offer
物理层目标MAC00:16:D3:23:68:8A :源MAC00:22:6B:45:1F:1B目标IP68.85.2.101 临时借用地址 源IP68.85.2.1 源端口号67 目标端口号68应用层数据
DHCP request
物理层目标MACFF:FF:FF:FF:FF:FF :源MAC00:16:D3:23:68:8A目标IP68.85.2.1 源IP68.85.2.101 临时借用地址源端口号68 目标端口号67应用层数据
DHCP Ack:
物理层目标MAC00:16:D3:23:68:8A : 源MAC00:22:6B:45:1F:1B目标IP68.85.2.101 临时借用地址 源IP68.85.2.1源端口号67 目标端口号68应用层数据
交换机工作原理 交换机收到此广播包后执行泛洪操作广播 遇到广播帧 --- 即目标MAC地址为广播地址全F的数据帧 遇到组播帧 --- 即目标MAC地址为组播地址的数据帧 遇到未知的单播帧 --- 即在本地MAC地址表中没有记录的目标地址为单播地址的数据帧 3交换机泛洪后数据将顺着网线来到网关----路由器
路由器工作原理路由器收到数据包后查找路由表根据路由表中的目标IP去转发至相应的网络若路由表中没有此路由条目则丢弃。 发送端目标MACC源MACA目标IP10.2.0.1源IP10.1.0.1数据
接收端目标MACB源MACD目标IP10.2.0.1源IP10.1.0.1数据
正向ARP地址解析协议根据IP解析MAC
反向ARP根据MAC解析IP
免费ARP自我介绍、检测IP地址冲突
ARP工作原理 组网完成时arp表是空的 主机1寻找主机2的MAC地址时,会将此数据广播发送给网络所有的主机;此时发送的包是ARP request 所有主机收到后会做个对比对比一下数据包中的目的IP地址 如果数据中的IP地址和自身主机的IP地址是一 致的 则认为这个主机1是找自己的会给主机1做个回复此时这个包是ARP reply 告知主机1自己的MAC地址同时主机2会学习主机1的IP和MAC, 并将其写入ARP表中 总结广播请求单播回复。 2、首先要得到www. goole. comwww. baidu. com的ip地址
114.114.114.114----中国广电域名解析地址
8.8.8.8----谷歌域名解释地址
1DNS协议简介 域名解析协议----用于域名和IP地址的相互解析采用C/S模式是一个具有树状层次结构的、联机分布式的数据库系统 基于TCP/UDP协议的53号端口绝大多数的 DNS 查询来说都会使用 UDP 数据报进行传输TCP 协议只会在区域传输它的作用就是在多个命名服务器之间快速迁移记录由于查询返回的响应比较大所以会使用 TCP 协议来传输数据包的场景中使用 在浏览器的地址栏中输入www.goole.comwww.baidu.com----域名 URL统一资源定位符。 结构协议网站的域名信息WEB服务器文件所在路径。 2DNS产生背景 通过IP地址访问目标主机不便于记忆 通过容易记忆的域名来标识主机位置 3域名的属性层次化结构
域是因特网中一种管理范围的划分顶级域名、二级域名、三级域名等等
域名结构顶级域名、二级域名、三级域名等等
域名的特点不同等级的域名之间使用点号隔开级别最高的写在左边低的在右边 每一级域名都由字母和数字组成不区分大小写 域名的根域用.表示以点号结尾的域名被称为完全合格域名FQND
域名结构树 根域
顶级域主机所在的国际/区域注册人的性质
二级域注册人自行创建的名称
主机名区域内部的主机名称
完全合格域名www.sina.com.cn. 4域名解析原理
域名解析工作通过调用服务器上的解析器软件完成的
DNS域名解析按照域名空间的分层树状结构自顶至下进行 DNS域名解析的完整过程 com.cn
com 5DNS域名解析的两种工作模式
递归查询UDP
客户端到本地DNS服务器之间的查询交互采用递归查询
DNS服务器一般会返回一个确切的查询结果 迭代查询TCP
DNS服务器会返回一个已知的其他DNS服务器由请求者自行查询
一般本地DNS服务器到根域名DNS服务器之间的查询交互采用迭代查询 这里我们回到情景里看看小明是如何向本地DNS服务器发起查询操作的 3、客户端知道谷歌百度的ip地址后会触发客户端与服务器建立TCP连接TCP三次握手过程 总结
第一次由客户端发出连接请求到服务器
第二次再由服务器回话个客户让客户知道自己已经收到了它的连接建立的请求同时也告诉客户端我也同意建立连接
第三次客户端在此回话表示收到服务器同意建立连接的报文,此时双方方可以稳定建立连接,三次握手完成时就可以进行数据传输。第三次握手时就已经进行了数据传输 4、建立连接后客户端使用http协议发送数据包给服务器。
客户端发送数据包给谷歌百度服务器谷歌百度服务器收到数据包后将数据返回给客户端的浏览器浏览器通过渲染最终用户看到了网站上的主页信息。
HTTP协议简介 超文本传输协议一个典型的C/S架构的协议HTTP协议传输层是基于TCP协议来进行工作的使用的端口号是80端口。 超文本(HyperText)是一种按照URL指示将超文本文档从一台主机(Web服务器)传输到另一台主机(浏览器)的应用层协议以实现超链接的功能。 超文本传输协议HTTP包含有超链接(Link)和各种多媒体元素标记(Markup)的文本。这些超文本文件彼此链接形成网状(Web)因此又被称为网页(Web Page)。这些链接使用URL表示。最常见的超文本格式是超文本标记语言HTML。 5、当所有数据都接受完毕后取消连接TCP的四次挥手
通过四次挥手取消连接我们就完成了访问百度服务器的全过程。 总结
第一次客户端给服务器发出连接断开请求
第二次当服务器收到后给客户端回复表明收到断开连接的请求
第三次再次由服务器给客户端发送关闭连接的请求
第四次客户端收到后再次给服务器发送同意的信息时,不会立马关闭连接等服务器关闭连接后,户端立马关闭连接。
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