20260512-计网知识

URL 解析与网络通信流程

URL 结构解析

本地开发场景示例：
http://localhost:8080/project/xxx.html

• 协议 ：http
• 主机名 ：localhost（解析为 127.0.0.1）
• 端口 ：8080（Tomcat 默认端口）
• 路径 ：/project/xxx.html

公网访问场景示例：
https://www.baidu.com

• 协议 ：https（加密传输）
• 域名 ：www.baidu.com（需 DNS 解析为 IP）
• 默认端口 ：443（HTTPS）

本地地址类型对比

类型	作用范围	是否跨设备访问
localhost	仅本机	❌
127.0.0.1	本机回环	❌
192.168.x.x	局域网	✔️

---

网络通信核心地址

IP 地址 vs MAC 地址

特性	MAC 地址	IP 地址
层级	数据链路层（L2）	网络层（L3）
作用范围	同一局域网	跨网络全局
可变性	硬件固定（除非更换网卡）	随网络环境变化（如切换WiFi）

关键区别：

• IP：标识逻辑终点（类似收件人地址），全程不变。
• MAC：标识下一跳设备（类似快递中转站），每经过一个网络设备更新一次。

---

数据传输路径示例

以设备 A → 设备 A1 跨网段通信为例：

1. 局域网内转发

   • 设备 A 发现目标 IP 不在本地网段，将数据帧发送至默认网关（路由器 L1）。
   • 帧头：目标 MAC = 路由器 L1 的 MAC。

2. 路由器转发

   • 路由器 L1 查询路由表，确定下一跳为三层交换机 L2。
   • 更新帧头：目标 MAC = L2 的 MAC，源 MAC = L1 的 MAC。

3. 三层交换机处理

   • L2 根据目标 IP 找到 A1 所在网络的路由器，转发数据。
   • 更新帧头：目标 MAC = A1 的路由器 MAC。

4. 最终交付

   • 目标路由器将数据帧直接发送至设备 A1（目标 MAC = A1 的 MAC）。

---

DNS 解析流程

1. 浏览器缓存查询
   • 检查是否缓存过 www.baidu.com 的 IP。
2. 本地 hosts 文件查询
   • 若未缓存，读取系统 hosts 文件。
3. 本地 DNS 服务器查询
   • 向 ISP 提供的 DNS 服务器发起请求。
4. 递归查询
   • 本地 DNS 依次查询根域名服务器 → 顶级域名服务器 → 权威域名服务器。
5. 返回 IP
   • 最终将解析到的 IP（如 180.101.50.242）返回给浏览器。

---

TCP 连接管理

三次握手（建立连接）

1. 客户端 → 服务器
   • 发送 SYN=1, seq=x（同步序列号）。
2. 服务器 → 客户端
   • 回复 SYN=1, ACK=1, seq=y, ack=x+1。
3. 客户端 → 服务器
   • 确认 ACK=1, ack=y+1。

四次挥手（关闭连接）

1. 主动方 → 被动方
   • 发送 FIN=1, seq=u。
2. 被动方 → 主动方
   • 回复 ACK=1, ack=u+1（半关闭状态）。
3. 被动方 → 主动方
   • 发送 FIN=1, seq=v。
4. 主动方 → 被动方
   • 确认 ACK=1, ack=v+1。

---

完整通信链路示例（访问百度）

1. URL 解析
   • 提取协议、域名、端口。
2. DNS 查询
   • 将 www.baidu.com 解析为 IP。
3. TCP 连接
   • 通过三次握手建立可靠连接。
4. 数据传输
   • HTTP 请求封装为 IP 数据包，经路由器、交换机逐跳转发至服务器。
5. 响应返回
   • 服务器生成响应数据，原路返回至浏览器渲染页面。

---

通信模式对比

模式	特点	典型场景
客户端-服务器	中心化控制，安全性高	Web 服务、即时通讯
P2P	直接传输，速度快但需 NAT 穿透	文件共享、视频通话