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网络进阶：DNS / TCP / HTTP

更新于 2026-10-20 · 约 3039 字 · 阅读 8 分钟

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一句话总结：上网 = 先查地址（DNS），再修路（TCP 握手），最后送货（HTTP）。 适用：Linux 运维排错、面试常问的协议细节。

一、一次网页访问的完整流程

  1. 本机配好网络信息：IP 地址、子网掩码、网关、DNS；
  2. 访问 www.baidu.com；
  3. DNS 解析出网站 IP（基于 UDP 53）；
  4. HTTP 协议封装请求；
  5. TCP 协议封装（源端口、目标端口），三次握手建连接；
  6. IP 协议封装（源 IP、目标 IP）；
  7. 以太网协议封装（源 MAC、目标 MAC，靠 ARP 得到）；
  8. 数据变成电信号/光信号发出去，经过路由逐跳转发；
  9. 服务器回响应，浏览器渲染页面。

真正发 HTTP 之前，底层已经跑了 DNS、ARP、TCP 握手（HTTPS 还有 TLS 握手）好几趟。

二、DNS：把域名翻译成 IP

解析顺序

  • 浏览器访问：浏览器缓存 → 本地 hosts 文件 → 系统 DNS 缓存 → 本地 DNS 服务器 → 根 DNS（13 组）→ 顶级域名服务器 → 二级/权威 DNS；
  • 非浏览器（如 ping）：本地 hosts 文件 → 系统 DNS 缓存 → 本地 DNS 服务器。

改 hosts 会影响系统 DNS 缓存。Windows 可用 ipconfig /displaydns 查看缓存、ipconfig /flushdns 清空；Linux 看 nscd/systemd-resolved 的状态。

递归查询 vs 迭代查询

方式 谁在干活 例子
递归 你只问一次，对方负责问到底并给你最终答案 本机 → 本地 DNS
迭代 对方只告诉你“下一步去问谁”，你自己继续问 本地 DNS → 根/TLD/权威 
本机 ──递归──> 本地 DNS ──迭代──> 根 ──> .com TLD ──> baidu.com 权威 ──> 返回 IP

常见记录类型

类型 作用 例子
A 域名 → IPv4 www.example.com. A 1.2.3.4
AAAA 域名 → IPv6
CNAME 别名指向另一个域名 www → example.com
MX 邮件服务器 example.com. MX 10 mail
NS 该域由哪台 DNS 负责
PTR IP → 域名（反解）
TXT 文本，常用于校验、SPF 
dig www.baidu.com            # 最常用
dig +short www.baidu.com     # 只要结果
dig @8.8.8.8 example.com     # 指定 DNS 服务器
nslookup baidu.com
cat /etc/resolv.conf         # 看本机用的是哪个 DNS

三、TCP：可靠传输

TCP 靠确认机制（ACK）+ 序号 + 重传保证可靠，通信前必须建立双向通路。

三次握手

次数 方向 报文 状态变化
1 Client → Server SYN=1, seq=x Client：CLOSED → SYN_SENT
2 Server → Client SYN=1, ACK=1, seq=y, ack=x+1 Server：LISTEN → SYN_RCVD
3 Client → Server ACK=1, seq=x+1, ack=y+1 双方进入 ESTABLISHED

为什么是三次，不是两次或四次？

  • 不是两次：防止历史失效的 SYN 到达服务端，让服务端单方面建立无效连接、浪费资源；第三次 ACK 让服务端确认客户端确实收到了自己的 SYN，双方序列号同步。
  • 不是四次：服务端可以把“对客户端 SYN 的 ACK”和“自己的 SYN”合并成 SYN+ACK，所以三次就够。

四次挥手

次数 方向 报文 状态变化
1 主动方 → 被动方 FIN=1, seq=u 主动：ESTABLISHED → FIN_WAIT_1
2 被动方 → 主动方 ACK=1, ack=u+1 被动：→ CLOSE_WAIT；主动：→ FIN_WAIT_2
3 被动方 → 主动方 FIN=1, seq=w, ack=u+1 被动：CLOSE_WAIT → LAST_ACK
4 主动方 → 被动方 ACK=1, ack=w+1 被动：→ CLOSED；主动：→ TIME_WAIT，等 2MSL 后 CLOSED

为什么四次？ TCP 是全双工，两个方向要分别关闭：主动方发 FIN 只关了自己这个方向，被动方可能还有数据要发，先回 ACK，等应用也 close() 后再发 FIN。

TIME_WAIT 为什么要等 2MSL？

  1. 保证最后一个 ACK 能到达（丢了对方会重发 FIN，还能回 ACK）；
  2. 让本连接旧的重复报文在网络中消失，避免影响下一个同四元组的新连接。

服务器上大量 TIME_WAIT 通常不是故障，是主动关闭连接太多；可调 net.ipv4.tcp_tw_reuse 等参数，但不要盲目调。

半连接队列与全连接队列

队列 存放什么 状态
半连接队列（SYN queue） 收到 SYN、还没完成三次握手的连接 SYN_RCVD
全连接队列（accept queue） 握手完成、等待应用 accept() 取走 ESTABLISHED

队列大小受内核参数控制，不是越大越好，关键看服务端处理速度（出水口要大于进水口）。

SYN Flood 与 SYN Cookies

大量伪造源地址的客户端只发 SYN 就跑，服务端进入 SYN_RCVD 等待永远等不到的 ACK，半连接队列被占满，正常用户连不进来。

SYN Cookies：服务端收到 SYN 不立即分配状态，而是用源 IP、源端口、目的 IP、目的端口、时间戳和密钥算出一个 cookie，作为 SYN+ACK 的序列号；收到第三次 ACK 时用 ack-1 验证，合法才建立连接。这样未验证的连接不占队列。

四、TCP 与 UDP

对比 TCP UDP
连接 面向连接（三次握手） 无连接
可靠性 确认、重传、排序 不保证
速度/开销 慢、头大（20 字节起） 快、头小（8 字节）
传输方式 字节流 数据报
典型应用 HTTP、SSH、MySQL DNS、DHCP、视频、游戏

五、HTTP 与 HTTPS

  • HTTP 是无状态的请求-响应协议：客户端发请求，服务端回响应；靠 Cookie/Session 维持状态。
  • 常见方法：GET（查）、POST（提交）、PUT（改）、DELETE（删）、HEAD（只要头）。
  • 常见状态码：
状态码 含义
200 成功
301 / 302 永久 / 临时重定向
304 缓存未过期
400 请求有误
401 / 403 未认证 / 无权限
404 资源不存在
500 服务器内部错误
502 / 504 网关错误 / 网关超时
  • HTTPS = HTTP + TLS：TCP 建连后先做 TLS 握手（证书校验、协商密钥），之后的数据对称加密传输。
curl -I https://www.baidu.com        # 只看响应头
curl -v https://www.baidu.com        # 看完整握手过程

六、排错命令

命令 用途 例子
ping 测通断、看延迟 ping -c 4 8.8.8.8
traceroute 逐跳路径 traceroute -n www.baidu.com
ss -tunlp 看端口和连接（推荐） ss -tunlp \| grep 80
netstat -tunlp 老命令，需装 net-tools
dig / nslookup DNS 排查 dig +short baidu.com
curl HTTP 调试 curl -I http://127.0.0.1
tcpdump 抓包 tcpdump -i eth0 -nn port 80 -c 10
nc / telnet 测端口通不通 nc -zv 192.168.0.1 22

速查表

DNS：浏览器缓存 → hosts → 系统缓存 → 本地DNS → 根 → TLD → 权威
本机→本地DNS 递归；本地DNS→上层 迭代
TCP 三次握手：SYN → SYN+ACK → ACK
TCP 四次挥手：FIN → ACK → FIN → ACK，主动方 TIME_WAIT 2MSL
SYN Flood 防御：SYN Cookies + 调大队列 + 限速/防火墙
端口：22 SSH 53 DNS 80 HTTP 443 HTTPS 3306 MySQL 6379 Redis
状态 含义
LISTEN 服务端在监听
SYN_SENT / SYN_RCVD 握手中
ESTABLISHED 连接已建立
FIN_WAIT_1/2 主动关闭方等待
CLOSE_WAIT 被动关闭方等待应用关闭
TIME_WAIT 主动关闭方等 2MSL

常见坑

  1. ping 通不代表端口通，端口要用 nc/telnet/ss 验证。
  2. ping 不通也可能是防火墙禁了 ICMP，不一定是断网。
  3. curl 卡住多半是 DNS 慢或 TCP 连不上，先用 -v 看卡在哪一步。
  4. TIME_WAIT 多不等于被攻击，先看是不是短连接太多。
  5. 改完 DNS 配置要清缓存，否则验证的还是旧结果。
  6. 抓包要加 -nn 不解析域名和端口名，否则又慢又乱。
  7. HTTPS 排错先看证书是否过期、域名是否匹配，再看握手。

练习（14 题）

  1. 写出浏览器访问网站时 DNS 的完整解析顺序。
  2. 递归查询和迭代查询的区别是什么？
  3. 本机访问 www.example.com，谁在做递归、谁在做迭代？
  4. 简述 TCP 三次握手的报文和状态变化。
  5. 为什么 TCP 握手是三次而不是两次？
  6. 为什么挥手通常要四次？什么情况下看起来像三次？
  7. TIME_WAIT 状态要等多久？为什么必须等？
  8. 半连接队列和全连接队列分别存放什么状态的连接？
  9. SYN Flood 的原理是什么？SYN Cookies 怎么防？
  10. TCP 和 UDP 各举两个典型应用。
  11. 状态码 301、304、403、502 分别代表什么？
  12. HTTPS 相比 HTTP 多了什么过程？
  13. 服务器 80 端口疑似不通，用哪两条命令验证？
  14. 如何只抓 eth0 上 80 端口的前 10 个包？

答案与解析

1.

浏览器缓存 → 本地 hosts → 系统 DNS 缓存 → 本地 DNS 服务器 → 根 DNS → 顶级域名服务器 → 二级/权威 DNS。

2.

递归是“你只问一次，对方负责问到底并给最终结果”；迭代是“对方只告诉你下一步问谁”，由你自己继续问。

3.

本机对本地 DNS 是递归（本地 DNS 负责查到最终 IP）；本地 DNS 对根/TLD/权威服务器是迭代（逐级去问）。

4.

客户端发 SYN=1, seq=x，进入 SYN_SENT；服务端回 SYN=1, ACK=1, seq=y, ack=x+1，进入 SYN_RCVD；客户端回 ACK=1, ack=y+1，双方进入 ESTABLISHED。

5.

防止历史失效的 SYN 让服务端建立无效连接；第三次 ACK 让服务端确认客户端收到了自己的 SYN，双方序列号同步。

6.

因为 TCP 全双工，两个方向要分别关闭；如果被动方也没有数据要发，ACK 和 FIN 可以合并发送，抓包看起来像三次。

7.

等 2MSL（报文最大生存时间的两倍）。一是保证最后的 ACK 能到达（丢了对方会重发 FIN），二是让旧连接的重复报文消失，避免影响新连接。

8.

半连接队列放收到 SYN、还没完成握手的连接（SYN_RCVD）；全连接队列放握手完成、等待应用 accept 的连接（ESTABLISHED）。

9.

攻击者伪造大量源地址只发 SYN 不完成握手，把半连接队列占满。SYN Cookies 不保存未验证连接的状态，而是用五元组+时间+密钥算出 cookie 当序列号，收到 ACK 时验证，合法才建连接。

10.

TCP：HTTP、SSH、MySQL；UDP：DNS、DHCP、视频直播、在线游戏。

11.

301 永久重定向；304 缓存未过期（用本地缓存）；403 禁止访问（无权限）；502 网关收到上游错误响应。

12.

多了 TLS 握手：证书校验、密钥协商，之后数据对称加密传输。

13.

ss -tunlp | grep ':80'
nc -zv 192.168.0.163 80

前者看本机是否有服务监听，后者从客户端测端口连通性。

14.

tcpdump -i eth0 -nn port 80 -c 10
我的笔记 · 生成于 2026-10-26 00:46