La relación y el análisis de principios de DNS y ARP
"¿No se puede hacer la comunicación entre computadoras solo por dirección IP?
01 Prefacio
Cuando buscamos un sitio web en Internet, como la búsqueda de Google, generalmente ingresamos a www.google.com para realizar consultas, pero de hecho necesitamos obtener su dirección IP para conectarnos con el host. Este proceso se beneficia de la resolución del nombre de dominio DNS, y la dirección IP de destino se puede obtener a través de una correspondencia entre el nombre de dominio y la dirección IP para comunicarse. Pero con una dirección IP no es suficiente, necesita una dirección MAC para completar la comunicación, y para obtener la dirección MAC también gracias al protocolo de resolución de direcciones ARP, todo el proceso es cooperación mutua entre todos, hablemos de lo que está en el medio Trabajando.
02 ¿Qué es DNS?
Por lo general, recordamos que un sitio web no recordará su dirección IP, porque es demasiado difícil de recordar. DNS es un sistema de resolución de nombres de dominio, que tiene una base de datos de nombres de host y direcciones IP. Su función es convertir el nombre de dominio en una dirección IP, y la dirección IP es el único nombre de host determinado en la red para la identificación del host. Entonces, ¿cómo resuelve nuestra dirección IP? En general, puede seguir los siguientes pasos:
- La dirección IP se almacenó en caché al buscar el navegador
- Averigüe si el sistema operativo almacena en caché la dirección IP
- Averigüe si el enrutador almacena en caché la dirección IP
- Dirección IP de caché cuando se busca operador de servicio
- Encuentra la dirección IP correspondiente al servidor de nombres de dominio
Debido a que los recursos de la red son más valiosos, si no pasa el método de almacenamiento en caché hasta la mitad, puede causar congestión de red o la red no puede permitirse grandes solicitudes en el medio, por lo que debe almacenarlo en caché. Sin embargo, no siempre hay una caché. Después de un cierto tiempo, el registro desaparecerá, volverá a solicitar y la caché.
Si no hay navegadores o enrutadores, el operador de servicios generales es China Telecom o China Mobile para averiguar si la dirección IP está en caché. Si al final no existe, solo puede ir al servidor de nombres de dominio raíz para buscar. Cuando se devuelve la dirección IP, el proceso intermedio será almacenado en caché por el navegador, el sistema operativo, el operador, etc., por lo que la próxima vez que lo busque, no llegará tan lejos.
03 ¿Qué es un nombre de dominio?
El nombre de dominio se refiere a un nombre con una estructura jerárquica para identificar el nombre de host y el nombre de la organización. —— TCP / IP ilustrado
Los nombres de dominio tienen una estructura jerárquica. Por ejemplo, algunos nombres de dominio tienen un sufijo .com / .cn / .org, etc., que representan diferentes organizaciones y facilitan la gestión de los nombres de dominio. La estratificación de los nombres de dominio es algo similar a una estructura de árbol invertida. El nivel superior representa el nombre de dominio raíz. A continuación se encuentran los nombres de dominio de segundo nivel y los nombres de dominio de tercer nivel.
Imágenes de Internet (invasión y eliminación)
Se puede ver claramente en la imagen de arriba que el nombre de dominio de nivel superior tiene un nombre de dominio de nivel superior nacional, por ejemplo, China termina con .cn y el Reino Unido termina con .uk. A continuación podemos ver que algunos sitios web de educación terminan con .edu, y el sitio web oficial de la universidad termina con estos.
04 ¿Qué es ARP?
ARP es un protocolo de resolución de direcciones. Arriba, sabemos que la dirección IP del host correspondiente se puede encontrar a través del sistema de nombres de dominio DNS, pero tener una dirección IP no es suficiente, porque la capa de enlace de datos subyacente encontrará cada dirección IP durante la comunicación real. Dirección MAC correspondiente. Y de la dirección IP a la dirección MAC depende del protocolo ARP.
Mecanismo de trabajo
Podemos tomar el host A para enviar datos al host B como ejemplo para ver cómo funciona el proceso intermedio.
Para obtener la dirección MAC del host B, el host A transmitirá primero un paquete de solicitud ARP en el enlace de datos actual, que contiene la dirección IP de destino. Debido a que los hosts en el mismo enlace recibirán este paquete de solicitud, cada host se comparará con su propia dirección IP de acuerdo con la dirección IP, si coincide con sí mismo, recibirá este paquete de solicitud y luego enviará un paquete de respuesta, Contiene su propia dirección MAC.
Además de esto, el paquete de solicitud ARP también contiene la dirección MAC del host A. Cuando se obtiene la dirección MAC de B, se almacenará en caché para evitar que la próxima solicitud envíe el paquete de solicitud nuevamente, ahorrando tráfico. Dicha tabla correspondiente a la dirección MAC y la dirección IP es la tabla ARP, y la memoria caché de la dirección MAC también tiene un cierto período de tiempo. Después de que se acabe el tiempo, el contenido se borrará y luego se solicitará nuevamente.
Relación entre la dirección IP y la dirección MAC
De hecho, por un tiempo, no he entendido por qué se necesita MAC para comunicarse después de tener una IP. ¿No es esto superfluo?
En primer lugar, debemos entender una diferencia muy importante. La dirección IP cambiará. Una vez que cierre y reinicie, la IP puede ser diferente, pero la dirección MAC es diferente. Siempre será la misma y no cambiará. Es lo mismo que nuestro número de identificación, pero su dirección puede cambiar después de mudarse.
Una gran parte de la comunicación de red no está en la misma red, por lo que los datos pasarán por muchos enrutadores para encontrar su host. Por ejemplo, la dirección de nuestras compras en línea es la dirección IP. Todos conocemos el mecanismo de entrega de la entrega urgente. Después de ser distribuido capa por capa en provincias / ciudades / distritos, eventualmente encontrará su ubicación. Pero a excepción de esta posición, debe saber cuál será su nombre asignado con precisión a su mano, esta es la función de la dirección MAC.
RARP
Esto es realmente lo contrario de ARP. La función es encontrar la dirección IP correspondiente a la dirección MAC. Entonces, ¿de qué sirve este acuerdo? Sabemos que la función de DHCP es asignar dinámicamente una dirección IP al host actual. Podemos configurarla a través de la computadora. Si no está configurada, DHCP le asignará una dirección IP. Por ejemplo, este protocolo se utiliza cuando nuestras impresoras están conectadas a la red. Cuando conectemos la fuente de alimentación, enviaremos un mensaje de solicitud "Mi dirección MAC es xxx, ¿cuál es mi dirección IP correspondiente?"
Luego, el servidor RARP correspondiente registrará su dirección MAC y le asignará una dirección IP.
05 Resumen
A través del análisis anterior, conocemos la relación entre el sistema de resolución de nombres de dominio DNS y la dirección IP. A través de la dirección IP, podemos usar el protocolo de resolución de dirección ARP para encontrar la dirección MAC. Mediante la cooperación de la dirección IP y la dirección MAC, nos comunicaremos con precisión con el host de destino. Aquí sabemos que ARP es una función de transmisión. Al transmitir, utilizaremos el protocolo UDP (TCP no admite la transmisión). De hecho, hay ciertas conexiones entre varios protocolos.
También sabemos que la estructura jerárquica entre los nombres de dominio está asignada de manera uniforme por los nombres de dominio de nivel superior y tiene una cierta estructura de gestión, y generalmente no podemos solicitar nombres de dominio al azar. Por ejemplo, los individuos no pueden solicitar educación o nombres de dominio gubernamentales.
