有没有好奇过，用浏览器访问某个网站时，中间经历了什么，如何到达对方的？（初学版）

有没有好奇过，用浏览器访问某个网站时，中间经历了什么，如何到达对方的？（初学版）

前言

前一篇介绍了OSI参考模型/TCP/IP协议体系每层的作用以及分层的好处，但是对于一个应用数据访问来说，在TCP/IP协议体系中，它不是独立完成的，而是各层之间共同完成，直到从物理层介质变成比特流发送出去，这一篇就以一个平时常用的网站访问来了解下整个的通信过程。（这个过程不严谨，只是让初学者理解起来更加方便，省去了一些细节的过程。）

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当我打开浏览器，访问自己博客时，中间经历了什么，它是如何到达对方服务器的呢？

这里只是讲解重点部分，很多协议的细节或者网络环境都进行了简化，这个其实就是后面我们要学的，但是对于初学者来说，先了解一个通信的大致过程，以及数据包在处理过程中，每一层发生了什么事情，这样在后续的学习中就会一个很大的帮助。

（1）打开浏览器，输入ccieh3c.com，这个时候应用程序浏览器会查找hosts文件或者DNS缓存，是否有这个域名对应的IP信息，如果没有则会发送给DNS进行请求，转换成对应的IP。（这里假设ccieh3c.com的地址是1.1.1.1，浏览器知道，DNS协议在后续会讲解）得到IP后，浏览器开始打包访问的请求，使用HTTP或者HTTPS，不管使用哪种，里面请求的是ccieh3c.com的首页，对应的协议会把这个请求给组织好进行封装，然后通过socket接口交给下一层传输层去完成。

（2）传输层有两种协议，一种TCP（面向连接协议），一种UDP（无连接协议），而HTTP使用的是TCP协议，简单理解面向连接就是TCP能够保证数据能够到达对方，如果对方没收到，就会重新发送，直到对方收到为止。（这里暂时省去了TCP的细节）TCP会产生两个端口号，一个是访问者自己浏览器随机生成的端口号（假设为21345），服务器WEB的端口号为标准端口号（80），这个端口号我们在后续会在提及，传输层封装完毕，会交给下一层网络层。

（3）在TCP/IP中网络层使用的是IP协议，IP协议里面涉及两个重要地址，一个是源IP地址，一个是目的IP地址，源地址表示访问者，目的就是我们要去访问的服务器地址1.1.1.1，大家可能好奇，平时我打开电脑就能上网了呀，并没有去设置过什么IP地址，那是因为在网络里面有另外一个协议帮助电脑自动获取地址，这个协议就是DHCP。

这个时候电脑操作系统知道了服务器的目标IP，就开始根据这个IP找服务器，并且操作系统会做一个判断，这个目标IP地址是不是本地，还是其他的地方的，显然在服务器IP 1.1.1.1与本地电脑IP 192.168.255.2不在一个地方，不在一个地方的话，那怎么去往对方呢？操作系统会进行一个操作，把这个数据丢给默认网关，192.168.255.254，让网关来进行转发。

（4）这个时候是不是就万事大吉了，知道了服务器的IP地址，也知道去往对方交给网关处理就行了，但是要考虑这样一个问题，这个数据是要继续往下面封装的，下一层是数据链路层，在数据链路层里面可能存在着多个设备，那访问者怎么来确定你就是我要找的网关呢？

这个时候就要介绍另外一种地址了，物理地址（MAC地址），当设备出厂的时候，厂家会把这个地址烧录进网卡接口里面，它的作用就是在链路层里面来进行通信，并且这个地址由于出厂就已经固定烧录在网卡里面了，具有唯一性，所以能够来定位确认到某一台设备，明白了这个，访问者只要在链路层里面找这个物理MAC地址，不就能够确认网关是谁了吗？又出现一个新的问题了，访问者他不可能天生就知道网关的MAC地址是多少，那如何得知呢？访问者这个时候会在本地链路里面大吼一声，谁是192.168.255.254啊，告诉我！！网关听到这个后，发现找的是自己，也大吼一声，我就是！这是我的物理MAC地址！，这样访问者就知道了网关的MAC地址了，这个靠大吼一声的协议就是ARP协议，而这种链路层网络叫做以太局域网。（这个也是我们学习的重点）链路层封装完毕后，最终交给物理层（网卡）变成比特流1010101010，通过物理介质网线发送出去。

到这里，访问者电脑总算是完成了整个的数据封装流程，把这个浏览器的请求发送出去，交给网关了。

（5）网关收到以后，需要考虑一个问题，这个数据是给自己的呢？还是交给其他地方的？这个时候网关就需要做一个操作，就是把数据给解封装，因为网关只有看到了对应的信息，它才能够判断这个包到底是给自己的还是交给其他。

接下来的流程就不提物理层了，只要是正常规范的网卡跟线路它都能够去处理这些比特流的内容，后续重点放在二层、三层上面（这个也是路由交换的重点。）网关通过解封装后，得到以太网头部，发现目标MAC是自己，继续解封装，得到IP头部，发现目标IP地址是1.1.1.1，这个地址不是自己，那就是需要交给其他地方的，网关会执行一个操作，查找路由表，选择去往1.1.1.1的最优路径。这里从图上面可以发现去往目的地可以通过B，也可以通过C到达，也非常像我们去往一个地方，比如去北京，都知道做飞机是最快的，但是可能从你源地方那没有机场，你需要做班车或者地铁到最近的机场才行。同样的，网关查路由表发现去往目的IP 1.1.1.1，有B、C两条路径可以发送，它会通过路由算法做出一个计算，选择一条最优的路径抵达到对方，然后发送出去，比如这里从B去往目的地最优，这个条目会体现在路由表里面，网关知道去往1.1.1.1，发送给B，这个时候就有2个疑问了，第一：链路层与网络层的头部已经被解封装去掉了，路由器需要重新封装，第二：封装的内容怎么填写。

从访问者电脑到网关，以太网的头部源MAC地址是电脑的，目的MAC地址是网关的，那么到了网关这里，网关的网卡接口也有自己的MAC地址，B路由器的接口也有自己的MAC地址，这时候网关封装链路层的以太网头部在用之前的信息就不行了，因为它表示的是电脑找网关这段链路中用的，而到了这里则变成了网关去往1.1.1.1，交给B处理，那是不是以太网头部的源MAC变成了网关接口的MAC，而目的MAC变成了B的，这样B在收到这个包以后，它会发现原来是找它的，它也跟网关一样执行一样的解封装，查路由表，在封装，最终到达D。（网关到B，B到D获取的MAC同样通过ARP协议）

在这个结构里面，D的身后就是WEB服务器了，D在收到这个数据以后，也跟之前网关、B的操作一样，解封装链路层，发现目的MAC是找自己，解封网络网络层后 ，发现IP是1.1.1.1，就在自己身后，通过ARP得到服务器的MAC，然后封装好 ，交给服务器。

服务器收到以后，开始如下的解封装。

（6）服务器收到请求后会进行回包，最终跟来的时候一样，通过封装，然后中间经过路由器转发，最终也到达客户端，解封装，最终内容呈现在了浏览器的界面上。（是不是觉得不可思议，平时我们打开浏览器输入一个域名回车，中间竟然发生了这么多的事情。）

从上面例子划出重点

从上面的通信例子，跟我们生活中寄快递是不是有点类似，在某平台购买了一个商品，卖家作为发送方，将商品进行打包，通过快递平台选择一家，让其收件、打印单号（包含收件人信息：地址+姓名+电话），快递小哥会上门收件，回到快递点，快递公司会通过去往相近地区统一装车发往下一个转运中心，可能中间会经过一个或者多个转运中心，期间也可能会经历一次或者多次卸车、装车的过程，以及去往的路径也不一样，可能某一段走的陆运、某一段走的是空运，到达了最近的转运中心，开始卸车，将同一个区域的送往代理点，代理点的送货员将对应快递送到指定的地址（这个地址可能是某公司、某小区、某学校，这是没办法确定具体的收件人），最终会通过电话号码联系到最终的收件人进行收件，这样完成了整个的运输过程， 买家收到以后，就是一个拆件的过程。这里说下，快递的举例是没法全部跟上面的通信过程全部对应上的，只是说很多流程比较相似，便于初学者理解，毕竟用生活的例子代入进来比枯燥的协议流程要容易理解些，通过一个网络通信的流程以及生活的例子，这里列出几个重点信息（也是我们后续要学的内容）

总结

到这里呢，这篇内容就接近尾声了，这里先说下，最开始的案例有部分的流程是不对的，但是对于初学者来说，只能简化按这样的顺序讲解，否则就非常的复杂，不易于理解，后续在随着深入，博主会继续把这个流程在梳理一次，这样印象就更加深刻了，从最开始的举例，到中间的生活中的快递举例，在到后面的重要细节总结，一直在重复的讲解数据在传递过程中发生的事情，因为这个流程很关键，也是我们学习的重点，所以不断的重复加深印象，了解了整个通信过程，好处在于后续学习协议的时候会更加理解，并且排错的时候知道如何下手，因为清楚的知道每一层的作用，大致能够定位卡在哪个地方，比如网络层，目的IP在路由表中不存在，那自然数据就发不出去了，又或者以太网头部封装中，网关设备的MAC获取错误，自然数据会转发给错误的设备，希望大家可以多花时间去理解这个大致通信过程，做到心底有底，剩下的内容就是我们接下来要慢慢去学习的细节部分，完善整个路由交换的知识框架，这样才好进行网络的规划、对接、运用什么技术实现客户的需求等。顺便接下来留几个疑问，这样也是下面要开始涉及的内容了。

什么是IP地址，它的作用是什么呢？电脑系统是怎么知道要把这个数据交给网关处理呢？以及什么情况下才需要交给网关处理？DNS是做什么用的？ARP协议它如何实现的？服务器在解封装的时候，它是在下一层的时候就知道上一层使用的是什么协议？还是必须解封装后，抵达上一层，才能知道呢？电脑的IP地址是哪里来的？在网络传输中，IP与MAC哪个变化，哪个是不变化的？像网关这样有多个接口的设备，它在封装MAC的时候以哪个口进行封装呢？

（可以尝试自己根据上面的举例理解下，这样提高学习兴趣，后面会更有动力哇，但是切记不要钻牛角尖，这样很容易卡死在胡同里面，降低学习兴趣。）

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