Web浏览过程中涉及到的协议

当你要访问一个网页时，首先要在浏览器中输入网址，假如我们在xx校园网内，访问，它的各部分含义如下：

输入网址直到显示结果的过程如下：

1、域名解析

导航的第一步是通过输入的域名找出其IP地址，DNS查找过程如下：

• 查找浏览器缓存，浏览器会缓存DNS记录一段时间。但是操作系统并没有告诉浏览器储存DNS记录的时间，不同的浏览器会储存2到30min不等；

• DNS模块将生成的DNS报文传递给传输层的UDP协议单元；

• 若缓存中没有相关数据，则浏览器向DNS服务器发出DNS请求；

• 浏览器向本级DNS模块发出DNS请求，DNS模块生成相应的DNS报文；

• UDP协议单元将该DNS报文封装成UDP数据报，传递给网络层的IP协议单元；

• IP协议单元将该UDP数据报封装成IP报文，其中目的地址为DNS服务器的IP地址，传递给数据链路层协议单元；

• 数据链路层协议单元将该IP报文封装成帧的形式发送出去，封装帧的过程中需要查找目的MAC地址；

• 在本机ARP缓存中查找目的IP地址与下一跳MAC地址对应条目访问网站用到的协议访问网站用到的协议，若没有，则发送ARP广播请求，等待ARP回应；

• 得到ARP响应后，将目的IP地址与路由下一跳MAC地址对应的信息写入ARP缓存表，并以路由下一跳地址填充帧头的目的MAC地址，然后转发该帧；

• 这个转发过程可能会进行多次，与DNS服务器位置有关；

• 数据帧转发到DNS服务器后，DNS服务器检查目的MAC地址，发现是自己，拆掉二层封装，将其内部的IP报文传递给网络层的IP协议单元；

• DNS服务器的IP协议单元查看IP地址，是自己，解析该IP报文，将其内部含有的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数据报，将其内部所含的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（DNS域名解析过程详解见点击打开链接）；

• （所有的应用层报文必须通过传输层、网络层和数据链路层，因此在下面的叙述中，我将简化这一过程的叙述，简化形式如下面的样子，其中单箭头为本机内部传递，双箭头为网络上的发送）

• 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→IE浏览器，并将域名解析的结果以域名和IP地址对应的形式写入DNS缓存表。

至此，我们得到了目的IP地址。

2、浏览器与建立TCP连接：TCP建立连接的三次握手

• 浏览器向发出TCP连接请求报文；

• 该连接请求报文中SYN标志位被设置为1，表示连接请求；

• 该TCP连接请求报文被传递给网络层的IP协议单元，目的IP地址就是上述DNS过程获得的IP地址；

• 网络层封装好后将IP报文发送给数据链路层，如果下一跳的MAC地址不知道，调用ARP地址解析（ARP地址解析详见点击打开链接）获得MAC地址；

• 数据链路层将帧发往目的地址；

• 收到数据帧→IP→TCP，TCP协议单元会回应请求应答报文；

• 该请求应答报文中SYN和ACK标志均被置为1，表示连接请求应答；

• 该TCP请求应答报文→IP→MAC(ARP)→→校园网关→→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)→→校园网关→→主机；

•收到的数据帧→IP→TCP，连接建立完成；