网络协议(九):应用层(域名、DNS、DHCP)

news2024/11/26 2:35:22

网络协议系列文章

网络协议(一):基本概念、计算机之间的连接方式

网络协议(二):MAC地址、IP地址、子网掩码、子网和超网

网络协议(三):路由器原理及数据包传输过程

网络协议(四):网络分类、ISP、上网方式、公网私网、NAT

网络协议(五):网络互联模型、物理层、数据链路层

网络协议(六):网络层

网络协议(七):传输层-UDP

网络协议(八):传输层-TCP(三次握手、四次挥手原理)

网络协议(九):应用层(域名、DNS、DHCP)


目录

  • 一、域名( Domain Name)
  • 二、DNS
  • 三、DHCP

网络分层对应的通信协议和数据名称

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应用层的常见协议

  • 超文本传输:HTTP、HTTPS
  • 文件传输:FTP
  • 电子邮件:SMTP、POP3、IMAP
  • 动态主机配置:DHCP
  • 域名系统:DNS

一、域名( Domain Name)

  • 由于IP地址不方便记忆,并且不能表达组织的名称和性质,人们设计出了域名(比如baidu.com)
    • 但实际上,为了能够访问到具体的主机,最终还是得知道目标主机的IP地址
    • 域名申请注册:https://wanwang.aliyun.com/
  • 根据级别不同,域名可以分为
    • 顶级域名(Top-level Domain,简称 TLD)
    • 二级域名
    • 三级域名

那干脆全程直接用域名,不用IP地址?

  • IP地址固定4个字节,域名随随便便都至少10几个字节,这无疑会增加路由器的负担,浪费流量

顶级域名的分类

  • 通用顶级域名(General Top-level Domain,简称 gTLD)
    • .com(公司),.net(网络机构),.org(组织机构),.edu(教育)
    • .gov(政府部门),.int(国际组织)等
  • 国家及地区顶级域名(Country Code Top-level Domain,简称 ccTLD)
    • .cn(中国)、.jp(日本)、.uk(英国)
  • 新通用顶级域名(New Generic Top-level Domain,简称 New gTLD)
    • .vip、.xyz、.top、.club、.shop 等

二级域名

  • 二级域名是指顶级域名之下的域名
    • 在通用顶级域名下,它一般指域名注册人的名称,例如google、baidu、microsoft等
    • 在国家及地区顶级域名下,它一般指注册类别的,例如com、edu、gov、net等

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二、DNS

  • DNS的全称是:Domain Name System,译为:域名系统
    • 利用DNS协议,可以将 域名(比如baidu.com) 解析成对应的 IP地址(比如220.181.38.148)
    • DNS可以基于UDP协议,也可以基于TCP协议,服务器占用53端口

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DNS服务器

  • 客户端首先会访问最近的一台DNS服务器(也就是客户端自己配置的DNS服务器)
  • 所有的DNS服务器都记录了DNS根域名服务器的IP地址
  • 上级DNS服务器记录了下一级DNS服务器的IP地址
  • 全球一共 13 台IPv4的DNS根域名服务器、25 台IPv6的DNS根域名服务器

DNS常用命令

  • ipconfig /displaydns 查看DNS缓存记录
  • ipconfig /flushdns 清空DNS缓存记录
  • ping 域名 ping 域名会自动解析DNS
  • nslookup 域名 主动解析DNS

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三、DHCP

IP地址的分配

IP地址按照分配方式,可以分为:静态IP地址、动态IP地址

  • 静态IP地址
    • 手动设置
    • 适用场景:不怎么挪动的台式机(比如学校机房中的台式机)、服务器等
  • 动态IP地址
    • 从DHCP服务器自动获取IP地址
    • 适用场景:移动设备、无线设备等

DHCP协议

  • DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol),译为:动态主机配置协议
    • DHCP协议基于UDP协议,客户端是68端口,服务器是67端口
  • DHCP服务器会从IP地址池中,挑选一个IP地址“出租“给客户端一段时间,时间到期就回收
    • 平时家里上网的路由器就可以充当DHCP服务器

分配IP的四个阶段

  1. DISCOVER:发现服务器
    • 发广播包(源IP是0.0.0.0,目标IP是255.255.255.255,目标MAC是FF:FF:FF:FF:FF:FF)
  2. OFFER:提供租约
    • 服务器返回可以租用的IP地址,以及租用期限、子网掩码、网关、DNS等信息
    • 注意:这里可能会有多个服务器提供租约
  3. REQUEST:选择IP地址
    • 客户端选择一个OFFER,发送广播包进行回应
  4. ACKNOWLEDGE:确认
    • 被选中的服务器发送ACK数据包给客户端
    • 至此,IP地址分配完毕

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DHCP 细节

  1. DHCP服务器可以跨网段分配IP地址么?(DHCP服务器、客户端不在同一个网段)
    • 可以借助 DHCP中继代理(DHCP Relay Agent) 实现跨网段分配IP地址
  2. 自动续约
    • 客户端会在租期不足的时候,自动向DHCP服务器发送REQUEST信息申请续约
  3. 常用命令
    • ipconfig /all:可以看到DHCP相关的详细信息,比如租约过期时间、DHCP服务器地址等
    • ipconfig /release:释放租约
    • ipconfig /renew:重新申请IP地址、申请续约(延长租期)

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