[网络协议]网页请求过程 Webpage Request （不包含TCP握手）

前言：

网络七层协议（通常简化为5类）

1. 输入网页地址前：

在浏览器输入网址前，电脑在连接进互联网时会通过DHCP协议，向服务器请求得到自己的IP地址。

在整个过程起始前，假设电脑首次连接到网络，还没有自己的IP和MAC地址等。此时：

• 需要获取电脑自己的IP地址，第一跳路由器地址，DNS服务器地址。通过DHCP协议实现。
• 从应用层的DHCP请求在UDP（第四层）被封装，在IP（第三层）被封装，再到802.3以太网（第一二层）被封装。
• 由于不知道任何地址，以太网以广播形式（broadcast，终点地址为：FFFFFFFFFFFF）在LAN中传播，最终被运行DHCP服务器的路由器接收。
• 请求会从底层（以太网，IP）解复用（demuxed）到DHCP层，从而DHCP拿到负载/实质信息（payload）。
• DHCP 服务器制定包含客户端 IP 地址、第一跳路由器 IP 地址、DNS 服务器名称和 IP 地址的 DHCP 确认字符ACK。
• 虽然DHCP服务器把刚制定的客户端IP地址设为终点地址，但是客户端还不知道自己的IP地址。使用同样的方法，broadcast，在客户端解复用。此时交换机（switch）也了解到了LAN中新电脑的信息。（switch learning）
• DHCP客户端接收到DHCP的确认字符ACK，包含自己的IP地址等。

具体DHCP工作步骤参考：https://blog.51cto.com/u_15073468/2795167

现在，客户端有了自己的IP地址，知道了DNS服务器的名字和地址，也知道了第一跳路由器的IP地址。

2. ARP（在DNS和HTTP前)

• 在发送http请求前，需要链接如www.google.com的IP地址：DNS
• DNS在应用层被创建，在UDP层被封装，在IP层被封装。在header添加出发点的IP地址和终点的IP地址。在以太层被封装。添加了出发点的MAC地址，但是由于现在只是知道第一跳路由器的IP地址，还不知道他的MAC地址。为了能够传到第一跳路由器，需要路由器端口的MAC地址：ARP协议。
• ARP请求是以广播形式发送的。已知IP地址的路由器接收到后，会回复一个包含有MAC地址的ARP协议（以太层）。

3. DNS

• 此时客户端就知道了第一跳路由器的MAC地址。所以可以发送带有DNS请求的帧了（frame->packets）
• 接下来，包含DNS请求的IP数据报（datagram）通过局域网交换机（LAN switch）从客户端传到了第一跳的路由器。
• 然后，IP数据报从本地网络传输到了DNS服务器的网络，然后路由到了DNS服务器。
• 解复用到DNS服务器
• DNS服务器向客户端回复www.google.com的IP地址。

4. 携带HTTP的TCP连接

• 在发送HTTP请求前，客户端需要向网页服务器打开TCP socket。
• TCP SYN 报文段（第一次握手）路由到网页服务器
• 网页服务器回复TCP SYNACK（第二次握手）
• TCP再次发送ACK（第三次握手），TCP 连接建立。

5. HTTP请求/回复

• HTTP请求发送到TCP socket
• 包含HTTP请求的IP数据报路由到www.google.com
• 网页服务器回复HTTP请求。（包含网页页面）
• 包含HTTP回复的IP数据报路由回客户端。

关于TCP三次握手四次挥手，参考：
https://blog.csdn.net/qzcsu/article/details/72861891

此博客仅用于自我学习的记录，如有不当请指正。12/04/2021