【HTTP】解码网络通信的奥秘：HTTP,IP地址,端口,DNS及NAT地址转换的协同之舞

引言

        每文学习一句诗：行一棋不足以见智，弹一弦不足以见悲 ——《淮南子·说林训》

        译文：走一个棋子，不足以现出智慧；弹一根琴弦，不能够使人产生悲哀之情。

        自述：互联网现如今已经成为每个人都离不开的一个通信工具，他渗透到生活的方方面面，在享受它为人们带来便利的同时，我们对他的工作原理也充满了好奇。下面我将介绍了HTTP的GET/POST/响应、IP 地址、端口,公内网,DNS及NAT地址转换的相关内容，让你初步了解互联网的通信过程。

        如果本文对你有所帮助，那能否支持一下老弟呢，嘻嘻

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目录

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引言

IP地址（IPv4/Ipv6）

定义

分类

A类IP地址

B类IP地址

C类IP地址

特殊IP地址

 IPv6地址的基本概念

端口

定义

HTTP协议

定义

工作流程

浏览器开发者工具NetWork使用

GET请求报文

POST请求报文

响应报文

状态码

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公网/内网

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NAT网络地址转换

DNS/DDNS/域名

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IP地址（IPv4/Ipv6） 定义

IP地址指的是互联网中所有联网设备的“身份证”，就好比每个人都有自己的身份证号一样。

分类

分为IPv4地址和IPv6地址

IPv4：通常以点分十进制的格式来表示，即4个8位的二进制来表示。

例如：192.168.64.24(十进制)

11000000.10101000.01000000.00011000(二进制)

IP地址由网络地址和主机地址组成

A类IP地址

网络地址由第一个八位数组组成，且第一个字节以“0”开始，有效网络地址：8-1=7位

 主机地址由后三个8位数组共24位（1.0.0.0-126.255.255.255）(0与127留作他用)

B类IP地址

网络地址由前两个八位数组组成，且第一个字节以“10”开始，有效网络地址：16-2=14位

 主机地址由后两个8位数组共16位（128.0.0.0-191.255.255.255)

C类IP地址

网络地址由前三个八位数组组成，且第一个字节以“110”开始，有效网络地址：24-3=21位

 主机地址由后一个8位数组共8位（192.0.0.0-223.255.255.255)

特殊IP地址

127.xxx.xxx.xxx ：环回地址，用于本地测试

0.0.0.0:所有网络，用于指定缺省路由

1.1.1.1:广播地址，用于所有网络节点

 IPv6地址的基本概念

IPv6（Internet Protocol Version 6）是下一代互联网协议，旨在解决IPv4地址枯竭问题。其核心特点包括：

地址长度：128位（IPv4为32位），提供约 3.4×10383.4×1038 个地址。

简化路由：层次化地址结构，优化网络管理。

增强功能：原生支持安全性（IPsec）、自动配置、多播等。

端口 定义

端口（Port）：是设备上的一个“逻辑通道”，用于区分同一设备上运行的不同应用程序或服务。例如，Web服务、邮件服务、游戏等可以通过不同端口同时运行。

如果说IP地址是用于找到一台设备的，那么端口就是用于找到该设备中的一个运行的程序。

端口号是一个16位数字（0~65535）

常见的端口号及用途 端口号通信协议用途80HTTP未加密网络传输443HTTPS加密网络传输21FTP文件传输22SSH远程管理服务器25SMTP发送邮件53DNS域名解析3389RDP远程桌面连接

客户端：发起请求时，操作系统会随机分配一个临时端口（动态端口）。

服务端：长期监听固定端口（如Web服务器监听80端口），等待请求。

当你在浏览器访问网站时：

你的电脑IP + 随机端口 → 服务器的IP + 80端口

HTTP协议 定义

HTTP（HyperText Transfer Protocol）： 是一种 应用层协议，用于在客户端（如浏览器）和服务器之间传输超文本（如HTML页面、图片、视频等）。它是万维网（WWW）数据通信的基础。

HTTP的底层是TCP/IP协议

工作流程 客户端在浏览器中发起请求：用户在浏览器中输入URL(域名)，例如 .baidu ,此时浏览器会解析生成HTTP请求。DNS服务器解析域名：输入的域名会被DNS服务器解析得到目标主机的IP地址建立TCP连接：根据解析得到的IP地址来访问目标主机的服务器的80端口，与其建立TCP连接。发送GET/POST请求报文: 获取目标服务器的数据（GET），向目标服务器提交数据（POST请求）。服务器返回相应报文：服务器会根据请求的内容来返回给客户端具体的响应。关闭连接：但在HTTP1.1中保持连接复用（Keep-alive）。 浏览器开发者工具NetWork使用

以Eage浏览器为例，在浏览器页面右击选择“检查”，点击后，选择“网络”

如图片所示可以看到浏览器在网络请求中的一些数据。

GET请求报文

对象：浏览器向web服务器的获取数据的请求

以下时通过浏览器开发者工具得到的请求报文：

请求行

1.GET /serach.html HTTP/1.1 b表示请求方法，请求服务器中资源路径，HTTP协议版本

请求头

2.告诉服务器可以接受的数据类型

3.告诉服务端支持的压缩算法

4.告诉服务端支持的语言

5.和服务器端保持长连接

6.服务器端的IP地址和端口号，没有显示端口号则为80

7.让客户端请求不安全请求，https则是加密的

8.用户代理

空行\r\n

总结：http的get请求报文为

请求行\r\n

请求头\r\n

空行\r\n

注意每条数据后都要有一个\r\n

POST请求报文

对象：浏览器向web服务器提交数据的请求

在“负载”中可以看到请求体的内容，这里是JSON数据

HTTP POST请求报文

请求行\r\n

请求头\r\n

空行\r\n

请求体

响应报文

对象：服务器处理浏览器发送的请求而做出的响应。

这里面展示的是我自己写的简单服务器的响应头

响应行

HTTP/1.1 200 OK 协议版本 状态码 状态

响应头

Server：Rqtzws/1.0 服务器名称

空行\r\n

响应体

HTTP 响应报文

响应行\r\n

响应头\r\n

空行\r\n

响应体\r\n

状态码 状态码说明200请求成功307重定向400错误请求404请求资源不存在500服务器出现错误 公网/内网

公网

        公网是全球范围内的互联网，由无数网络设备（如路由器、服务器）通过TCP/IP协议互联而成，允许任何接入网络的设备进行公开通信。例如，访问百度、使用微信或浏览国外网站都是通过公网实现的。

特点：

具有全球唯一的公网IP地址所有用户都可以访问

内网

        内网是私有网络，仅在特定组织或家庭内部使用，设备通过路由器、交换机等连接。例如，家庭Wi-Fi、公司办公网络都是内网。

特点：

局域网IP地址（192.168.68.23），不同局域网中可重复使用。内网设备不会直接暴露在公网内，外网用户无法根据内网地址访问该设备。相比公网速度更快（如1Gbps）

那么内网中的设备是如何访问到公网的资源的呢？如访问百度，CSDN

这就是下面要提到的NAT网络地址转换技术

为什么会有公网和内网之分呢？

因为IPV4地址资源短缺，没有办法给每一台联网设备提供公网IP。

NAT网络地址转换

家庭网络（路由器）通过光纤/DSL接入(单层NAT)

以下将详细介绍内网设备是如何通过路由器来访问外网的。

首先我们从运营商中购买宽带，会得到一个公网IP。再将路由器的网线连接到宽带中，配置路由器管理页面，使得内网设备连接。此时连接的内网设备可以得到一个路由器分配的局域网IP地址此时设备如果想要访问百度

设备的默认网关指向路由器的内网IP（如 192.168.1.1），所有非本地的数据包都会发送给路由器处理。

设备通过路由器或运营商提供的DNS服务器（如 8.8.8.8）将域名（如  .baidu ）解析为公网IP地址。

DNS解析后发现目标的IP地址不在本地局域网中，将数据包发送到默认网关（路由器），路由器启用NAT网络地址转换

NAT网络地址转换：将设备的内网IP地址替换为路由器的公网IP，并分配给一个随机的端口，并记录NAT映射表(包含内网设备的IP和端口，路由器公网IP和端口，目标服务器(百度)IP和端口)

通过网络访问百度服务器

服务器数据传回内网设备：百度服务器会根据NAT映射表来将相应的数据发送给表中的有公网ip的路由器。

路由器响应：路由器根据NAT映射表中的内网设备ip和端口，将数据传回内网设备。

移动网络（手机）依赖基站和蜂窝核心（多层NAT）

手机在开启移动网络后，会搜索附近基站信号（如5G频段n78），建立无线连接（RRC连接）。手机向核心网发起PDN连接请求运营商网关会给手机分配一个内网ip地址，若支持IPv6，手机可呢会直接得到ipv6地址手机在浏览器中访问百度时，生成http数据包，他将通过附近的基站传输到核心网（5GC）核心网再将数据发送至运营商的网关CGNAT（运营商NAT，多层）会将手机的内网IP转换为公网ip（该公网IP属于 移动网络运营商（如中国移动、中国联通、中国电信），是运营商从国际组织（如APNIC）申请获得的IP地址资源池中的一部分，是有限的），并记录内网IP，公网IP，目标IP组成的映射表 手机（内网IP：10.100.100.100）         ↓ 运营商第一层NAT（映射到运营商内网IP：100.64.1.1）         ↓ 运营商第二层NAT（映射到公网IP：120.230.45.67）         ↓ 公网互联网 最后再将数据包通过运营商网络发送给百度服务器。传回手机同上。

DNS/DDNS/域名

DNS定义

DNS（Domain Name System）是将人类可读的域名（如  .example ）转换为机器可识别的IP地址（如 93.184.216.34）的分布式数据库系统。

DNS核心功能：

        域名解析：将域名转换为IP地址（正向解析）。

        反向解析：通过IP地址查询域名（反向解析）。

DNS工作流程（以访问  .baidu  为例）：

        浏览器缓存：检查本地缓存是否有域名对应的IP。

        系统缓存：查询操作系统（如Windows的hosts文件）。

        根域名服务器：返回顶级域（如  ）的服务器地址。

        顶级域服务器：返回权威DNS服务器（如 baidu 的NS记录）。

        结果缓存：将IP地址缓存到本地供后续使用。

DDNS定义

        DDNS（Dynamic DNS）是DNS的扩展，用于在设备IP地址频繁变化时（如家庭宽带动态IP），自动更新域名与IP的绑定关系.例如国内花生壳的DDNS服务。

域名定义

域名是用户访问网站或服务的易记名称，由多级标签组成（如 mail.google ），通过层级结构（根域→顶级域→二级域→子域）管理。

通俗的来讲：就是将难记的IPv4地址转换为容易记忆的字符，换句话说就是用你的名字来代替你的身份证号一样。

域名的注册：国内如阿里云、腾讯云

根域名：.（通常省略）

一级域名（顶级域名）： （  （商业）、.org（非营利组织）、.net（网络服务））

二级域名：example

三级域名：cn.example

四级域名：blog .example

上述如果有误，请大佬指正批评！ 如有帮助可以支持下老弟吗