网络是怎样连接的（3）_网络是怎么连接的 epub

2.1.3. Socket 库提供查询 IP 地址的功能

查询 IP 地址的方法非常简单，只要询问最近的 DNS 服务器 “www.lab.glasscom.com 的 IP 地址是什么” 就可以了，DNS 服务器会回答说“该服务器的 IP 地址为 xxx.xxx.xxx.xxx”。这一步非常简单，很多读者也都很熟悉，那么浏览器是如何向 DNS 服务器发出查询的呢？让我们把向 Web 服务器发送请求消息的事情放一放，先来探索一下 DNS。

向 DNS 服务器发出查询，也就是向 DNS 服务器发送查询消息，并接收服务器返回的响应消息。换句话说，对于 DNS 服务器，我们的计算机上一定有相应的 DNS 客户端，而相对于 DNS 客户端的部分称为 DNS 解析器，或者简称解析器。通过 DNS 查询 IP 地址的操作称为域名解析，因此负责执行解析（resolution）这一操作的就叫解析器（resolver）了。

解析器实际上是一段程序，它包含在操作系统的 Socket 库中，在介绍解析器之前，我们先来简单了解一下 Socket 库。首先，库到底是什么东西呢？库就是一堆通用程序组件的集合，其他的应用程序都需要使用其中的组件。库有很多好处。首先，使用现成的组件搭建应用程序可以节省编程的工作量；其次，多个程序使用相同的组件可以实现程序的标准化。除此之外还有很多其他的好处，因此使用库进行软件开发的思路已经非常普及，库的种类和数量也非常之多。Socket 库也是一种库，其中包含的程序组件可以让其他的应用程序调用操作系统的网络功能，而解析器就是这个库中的其中一种程序组件。

Socket 库中包含很多用于发送和接收数据的程序组件。Socket 库是用于调用网络功能的程序组件的集合。

2.1.4. 通过解析器向 DNS 服务器发出查询

解析器的用法非常简单。Socket 库中的程序都是标准组件，只要从应用程序中进行调用就可以了。具体来说，在编写浏览器等应用程序的时候，只要像图1.11 这样写上解析器的程序名称“gethostbyname” 以及 Web 服务器的域名 “www.lab.glasscom.com” 就可以了，这样就完成了对解析器的调用。

调用解析器后，解析器会向 DNS 服务器发送查询消息，然后 DNS 服务器会返回响应消息。响应消息中包含查询到的 IP 地址，解析器会取出 IP 地址，并将其写入浏览器指定的内存地址中。只要运行图1.11中的这一行程序，就可以完成前面所有这些工作，我们也就完成了 IP 地址的查询。接下来，浏览器在向 Web 服务器发送消息时，只要从该内存地址取出 IP 地址，并将它与 HTTP 请求消息一起交给操作系统就可以了。

2.1.5. 解析器的内部原理

下面来看一看当应用程序调用解析器时，解析器内部是怎样工作的（如图1.12）。网络应用程序（在我们的场景中就是指浏览器）调用解析器时，程序的控制流程就会转移到解析器的内部。当控制流程转移到解析器后，解析器会生成要发送给 DNS 服务器的查询消息。这个过程与浏览器生成要发送给 Web 服务器的 HTTP 请求消息的过程类似，解析器会根据 DNS 的规格，生成一条表示“请告诉我 www.lab.glasscom.com 的 IP 地址” 的数据，并将它发送给 DNS 服务器（如图1.12（3））。发送消息这个操作并不是由解析器自身来执行的，而是要委托操作系统内部的协议栈来执行的。这是因为和浏览器一样，解析器本身也不具备使用网络收发数据的功能。解析器调用协议栈后，控制流程会再次转移，协议栈会执行发送消息的操作，然后通过网卡将消息发送给 DNS 服务器（图1.12（4）（5））。

当 DNS 服务器收到查询消息后，它会根据消息中的查询内容进行查询。这个查询的过程有点复杂，我们稍后会进行讲解，这里先不关心具体的方法。

总之，如果要访问的 Web 服务器已经在 DNS 服务器上注册，那么这条记录就能够被找到，然后其 IP 地址会被写入响应消息并返回给客户端（图1.12（6））。接下来，消息经过网络到达客户端，再经过协议栈被传递给解析器（图1.12（7）（8）），然后解析器读取出消息取出 IP 地址，并将 IP 地址传递给应用程序（图1.12（9））。实际上，解析器会将取出的 IP 地址写入应用程序指定的内存地址中，图1.11用“<内存地址>”来表示，在实际的程序代码中应该写的是代表这一内存地址的名称。

到这里，解析器的工作就完成了，控制流程重新回到应用程序（浏览器）。现在应用程序已经能够从内存中取出 IP 地址了，所以说 IP 地址是用这种方式传递给应用程序的。

计算机的内部结构就是这样一层一层的。也就是说，很多程序组成不同的层次，彼此之前分工协作。当接到上层委派的操作时，本层的程序并不会完成所有的工作，而是会完成一部分工作，再将剩下的部分委派到下层来完成。

顺带一提，向 DNS 服务器发送消息时，我们当然也需要知道 DNS 服务器的 IP 地址。只不过这个 IP 地址是作为 TCP/IP 的一个设置项目事先设置好的，不需要再去查询了。不同的操作系统中 TCP/IP 的设置方法也有差异，Windows 中的设置如图1.13所示，解析器会根据这里的设置的 DNS 服务器 IP 地址来发送消息。