Internet中一臺計算機訪問Web服務(wù)器的全部過程，從中可以窺探Internet是如何工作的，本講中會涉及到網(wǎng)絡(luò)（或Internet）的專業(yè)術(shù)語、概念及Internet的重要內(nèi)容，在以后的講座中我們會詳細(xì)講解。本講主要是想讓大家明網(wǎng)絡(luò)是怎樣交付數(shù)據(jù)、尋址等，即Internet的基本工作原理。
一、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境說明
本次網(wǎng)絡(luò)通信試驗采用Packet Tracer 5.0思科網(wǎng)絡(luò)模擬軟件。有關(guān)Packet Tracer 5.0的使用與技巧請參考我的相關(guān)博文。此次模擬環(huán)境中使用5個路由器連接兩個以太網(wǎng)，其中192.168.2.0/24網(wǎng)段為服務(wù)器,192.168.2.1為DNS服務(wù)器，192.168.2.2為Web服務(wù)器，域名為www.senya.org.cn，192.168.2.3為TFTP服務(wù)器，192.168.1.0/24網(wǎng)段為Client PC，其網(wǎng)關(guān)為192.168.1.254。每個路由器使用RIP路由協(xié)議發(fā)現(xiàn)路由。
二、PC0(IP地址為192.168.1.1)訪問www.senya.org.cn的過程詳解
１、把域名www.senya.org.cn解析為IP地址，這就要使用DNS協(xié)議，向DNS服務(wù)器查詢域為www.senya.org.cn的IP地址。
a、PC0組裝成一個DNS數(shù)據(jù)包，該數(shù)據(jù)包包含了一條查詢域名為www.senya.org.cn的IP是多少的問題，然后再把該DNS數(shù)據(jù)包加上一個UDP報頭，在UDP報頭的目的端口為53，源端口隨機選擇，把UDP數(shù)據(jù)報交給IP層，加上目的地址即DNS服務(wù)器的IP地址：192.168.2.1，源地址為本機IP地址，IP數(shù)據(jù)包交給網(wǎng)絡(luò)接口層(也可以理解為數(shù)據(jù)鏈路層)準(zhǔn)備發(fā)給本網(wǎng)段網(wǎng)關(guān)，由網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)出去。在網(wǎng)絡(luò)接口層又封閉為數(shù)據(jù)幀，幀頭的源MAC地址為本機網(wǎng)卡MAC地址，目的地址應(yīng)該為網(wǎng)關(guān)的MAC地址，但此時PC0并不知道網(wǎng)關(guān)192.168.1.254的MAC地址，所以先在本網(wǎng)段發(fā)送ARP協(xié)議廣播數(shù)據(jù)包，請求網(wǎng)關(guān)192.168.1.254的MAC地址；
b、封裝ARP廣播數(shù)據(jù)包，請求網(wǎng)關(guān)192.168.1.254的MAC地址。廣播地址為FF:FF:FF:FF:FF:FF。該數(shù)據(jù)包會被交換機轉(zhuǎn)發(fā)到本網(wǎng)段中除了自己的所有計算機（網(wǎng)絡(luò)接口）上，意思：我的IP地址是192.168.1.1,MAC地址是0050.0FB8.E023，我想知道IP地址為192.168.1.254的MAC地址是多少？
圖二 PC0上兩個整裝待發(fā)的數(shù)據(jù)包。
c、交換機收到PC0發(fā)來的ARP廣播數(shù)據(jù)包。
圖三
d、交換機把收到的PC0發(fā)來的ARP數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)本網(wǎng)段中除了PC0之外的所有網(wǎng)絡(luò)接口上（或計算機上），只有IP地址為192.168.1.254的計算機會回答這個數(shù)據(jù)包，其它的計算機將會將不予理睬。
圖四
e、網(wǎng)關(guān)192.168.1.254把ARP應(yīng)答數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給交換機。
圖五
f、PC0收到了網(wǎng)關(guān)192.168.1.254的ARP應(yīng)答數(shù)據(jù)包，這樣就知道了網(wǎng)關(guān)192.168.1.254的MAC地址，準(zhǔn)備把DNS數(shù)據(jù)包發(fā)送給網(wǎng)關(guān)。
圖六
g、DNS查詢數(shù)據(jù)包先發(fā)送到交換機。
圖七
h、交換機再把接收到DNS查詢數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給本網(wǎng)段的網(wǎng)關(guān)上，即圖中路由器Router0 的FastEthernet0/0接口上。
圖八
i、接下來路由器Router0該把DNS數(shù)據(jù)發(fā)向哪里呢？它要查一下自己的路由表。我們先來看一下Router0的路由器，該路由器為Cisoc 2000系列的路由器，使用sh ip route查看路由表。
R0#sh ip route
Codes: C - connected, S - static, I - IGRP, R - RIP, M - mobile, B - BGP
D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area
N1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2
E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2, E - EGP
i - IS-IS, L1 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2, ia - IS-IS inter area
* - candidate default, U - per-user static route, o - ODR
P - periodic downloaded static route
Gateway of last resort is not set
R 172.16.0.0/16 [120/2] via 192.168.3.2, 00:00:04, Serial0/0
[120/2] via 192.168.4.2, 00:00:24, Serial0/1
R 172.30.0.0/16 [120/2] via 192.168.3.2, 00:00:04, Serial0/0
[120/2] via 192.168.4.2, 00:00:24, Serial0/1
C 192.168.1.0/24 is directly connected, FastEthernet0/0
R 192.168.2.0/24 [120/3] via 192.168.3.2, 00:00:04, Serial0/0
[120/3] via 192.168.4.2, 00:00:24, Serial0/1
C 192.168.3.0/24 is directly connected, Serial0/0
C 192.168.4.0/24 is directly connected, Serial0/1
R 192.168.5.0/24 [120/1] via 192.168.3.2, 00:00:04, Serial0/0
R 192.168.6.0/24 [120/1] via 192.168.3.2, 00:00:04, Serial0/0
[120/1] via 192.168.4.2, 00:00:24, Serial0/1
R 192.168.9.0/24 [120/2] via 192.168.3.2, 00:00:04, Serial0/0
[120/2] via 192.168.4.2, 00:00:24, Serial0/1
R 192.168.10.0/24 [120/1] via 192.168.4.2, 00:00:24, Serial0/1
R 192.168.11.0/24 [120/1] via 192.168.3.2, 00:00:04, Serial0/0
R 192.168.12.0/24 [120/1] via 192.168.4.2, 00:00:24, Serial0/1
由Router0的路由表可以看出到192.168.2.0/24網(wǎng)段（要訪問的Web服務(wù)器192.168.2.2在該網(wǎng)段）有兩條路可以走(我已經(jīng)標(biāo)為紅色)：一條是經(jīng)192.168.3.0/24網(wǎng)段、Router1的Serial0/0接口(IP地址192.168.3.2)，由Router0的Serial0/0接口轉(zhuǎn)發(fā)過去；另一條是經(jīng)192.168.4.0/24網(wǎng)段、Router2路由器的Serial0/0接口，由Router0的Serial0/1接口轉(zhuǎn)發(fā)過去。到底使用哪一條路呢，由網(wǎng)絡(luò)的通信狀況決定，如流量等。
圖九 走的是第一條路
j、路由器Router1接收到PC0的DNS查詢數(shù)據(jù)包又該把它轉(zhuǎn)發(fā)到哪里呢？同樣查看自己的路由表。
R1#sh ip route
Codes: C - connected, S - static, I - IGRP, R - RIP, M - mobile, B - BGP
D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area
N1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2
E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2, E - EGP
i - IS-IS, L1 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS level-2, ia - IS-IS inter area
* - candidate default, U - per-user static route, o - ODR
P - periodic downloaded static route
Gateway of last resort is not set
R 172.16.0.0/16 [120/1] via 192.168.5.2, 00:00:21, Serial0/1
R 172.30.0.0/16 [120/1] via 192.168.11.2, 00:00:26, Serial0/3
R 192.168.1.0/24 [120/1] via 192.168.3.1, 00:00:19, Serial0/0
R 192.168.2.0/24 [120/2] via 192.168.5.2, 00:00:21, Serial0/1
[120/2] via 192.168.11.2, 00:00:26, Serial0/3
C 192.168.3.0/24 is directly connected, Serial0/0
R 192.168.4.0/24 [120/1] via 192.168.6.2, 00:00:24, Serial0/2
[120/1] via 192.168.3.1, 00:00:19, Serial0/0
C 192.168.5.0/24 is directly connected, Serial0/1
C 192.168.6.0/24 is directly connected, Serial0/2
R 192.168.9.0/24 [120/1] via 192.168.11.2, 00:00:26, Serial0/3
[120/1] via 192.168.5.2, 00:00:21, Serial0/1
R 192.168.10.0/24 [120/1] via 192.168.6.2, 00:00:24, Serial0/2
[120/1] via 192.168.11.2, 00:00:26, Serial0/3
C 192.168.11.0/24 is directly connected, Serial0/3
R 192.168.12.0/24 [120/1] via 192.168.5.2, 00:00:21, Serial0/1
[120/1] via 192.168.6.2, 00:00:24, Serial0/2
R1#
由上面的路由表可以看出到192.168.2.0/24網(wǎng)段也有兩條路可以走。路由器根據(jù)網(wǎng)流量等狀況選擇一條轉(zhuǎn)發(fā)路徑。
k、DNS查詢數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到Router5的Serial0/0接口，并同時新產(chǎn)生一個ARP請求廣播數(shù)據(jù)包，請求DNS服務(wù)器192.168.2.1MAC地址由于要請求的MAC地址是192.168.2.1的，192.168.2.1與路由器Router5的FastEthernet0/0接口(IP地址192.168.2.254)處于同一個網(wǎng)段，因此只發(fā)給192.168.2.0/24網(wǎng)段。
l、把ARP數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給交換機。
m、DNS服務(wù)器應(yīng)答ARP數(shù)據(jù)包發(fā)給Router5的FastEthernet0/0接口，該數(shù)據(jù)包的意思是：我的IP地址是192.168.2.1，我的MAC地址是0090.2142.0C79。
圖十三
圖十四
n、DNS服務(wù)器收到PC0發(fā)送的DNS查詢數(shù)據(jù)包
圖十六 應(yīng)答DNS查詢數(shù)據(jù)包的內(nèi)容
圖十七 PC0收到應(yīng)答DNS查詢數(shù)據(jù)包
二、PC0訪問Web服務(wù)器192.168.2.2的詳細(xì)過程
a、PC0已經(jīng)知道了www.senya.org.cn的IP地址為192.168.2.2，開始向web服務(wù)器請求頁面。訪問Web服務(wù)器是使用HTTP協(xié)議，在運輸層使用TCP協(xié)議，TCP協(xié)議通過三次握手連接服務(wù)器。TCP的隨機產(chǎn)生一個序列號(本例中為0，實際中是一個二進(jìn)制32bit數(shù)據(jù))，在使用TCP時數(shù)據(jù)包中的每個字節(jié)都會有一個序號，序號字段的值是本報文段中第一個字節(jié)的序號。SYN字段為1，TCP隨機產(chǎn)生一個源端口號（本例中為1025)，TCP目的端口為80，表示要連接服務(wù)器的Web服務(wù)器進(jìn)程。
與轉(zhuǎn)發(fā)DNS查詢數(shù)據(jù)包一樣，由路由器一段段地轉(zhuǎn)發(fā)到Web服務(wù)器192.168.2.2，由它的Web服務(wù)器進(jìn)程接收到。
b、web服務(wù)器進(jìn)程應(yīng)答PC0的連接請求，TCP報頭中序列號隨機產(chǎn)生，ACK應(yīng)答號為1，應(yīng)答號（或確認(rèn)號）表示期望收到對方的下一個報文段的數(shù)據(jù)的第一個字節(jié)的序列號。SYN與ACK域的值為1，TCP的源端口號為80，表示是Web進(jìn)程發(fā)送的，目的端口號為1025，表示PC0的瀏覽器進(jìn)程接收。
圖十九
同樣，一個網(wǎng)段一個網(wǎng)段地轉(zhuǎn)發(fā)到PC0計算機。
c、計算機PC0應(yīng)答Web服務(wù)器應(yīng)答自己的數(shù)據(jù)包，并發(fā)出請求網(wǎng)頁的數(shù)據(jù)包。
此時PC0要連續(xù)發(fā)送兩個數(shù)據(jù)包，一個是TCP報文應(yīng)答報文，這個先發(fā)送。一個是一個請求網(wǎng)頁的數(shù)據(jù)報文。
d、Web服務(wù)器收到TCP數(shù)據(jù)包后，PC0與Web服務(wù)器已經(jīng)建立了連接。Web服務(wù)器并且要響應(yīng)PC0的網(wǎng)頁請求，把PC0請求的網(wǎng)頁發(fā)送給了PC0的瀏覽器進(jìn)程，這時我們就看到了網(wǎng)頁內(nèi)容。
圖二十三
以上就是一臺計算機訪問Web服務(wù)器某一個頁面的詳細(xì)全過程。在上面的敘述中引出了許多計算機網(wǎng)絡(luò)的概念名詞，比如：TCP協(xié)議、UDP協(xié)議、DNS協(xié)議、端口號等等。
當(dāng)我們在瀏覽器的URL地址欄內(nèi)輸入網(wǎng)址時，很快就看網(wǎng)頁的內(nèi)容了，實際上計算機、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備做了大量的工作來完成我們的任務(wù)。計算機之間通信是復(fù)雜的，在通信時各個計算機要遵守一些規(guī)則，這些規(guī)則就被稱為協(xié)議。我們當(dāng)前的Internet使用的是TCP/IP協(xié)議套件。由于計算機通信非常復(fù)雜，解決復(fù)雜的問題要采用分解法，把復(fù)雜的問題、按某種原則進(jìn)行分類、分層次去解決，因此計算機網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是分層次的。這樣就會形成一個協(xié)議集合，在這個協(xié)議集中每個協(xié)各施其職，互相協(xié)同完成計算機通信。這樣就會更容易完成任。
在以后講座中，我們主要圍繞著IEEE802系列協(xié)議、TCP/IP協(xié)議套件來講。
