为什么域名能够访问网站,而直接使用IP不可以


作者:逃离地球的小小呆 链接: https://blog.csdn.net/gui951753/article/details/83070180

01背景介绍

在访问杭电官网杭电官网的时候,直接在浏览器上,输入域名是可以得到访问结果的。因此,产生了一种猜测,既然网络中实际上是根据域名转换的IP来直接访问服务器的,那么我直接通过IP来访问杭电官网是否可以??

通过nslookup 解析出杭电官网的ip地址,然后在浏览器中手动输入相关ip地址,结果并不能得到访问结果,为什么?

解析到的ip地址有两个 218.75.123.182 218.75.123.181 初步怀疑可能是用这两个IP地址做了高可用 当其中某一个Ip地址访问不到的时候,另外一个ip地址可以访问到。

继而,我决定换个网站来试一下,看能否直接访问杭电OJ,高潮来了,惊讶的发现杭电OJ和杭电官网,这两个网站对应的IP地址是同一个。

02提出问题

由于上面的情况,我内心中充满了疑问,主要有两点。

1.为什么我直接访问www.hdu.edu.cn是能够访问到网站的,而当我输入218.75.123.182却访问不到?

2.为什么www.hdu.edu.cn和acm.hdu.edu.cn这两个网站使用dns解析出来的ip地址是一样的?

03分析原因

查阅众多资料后,基本能够分析出以上两个问题的原因所在。

04只输入ip地址访问不到域名的原因

使用nslookup对多个杭电下的网站进行解析,发现很多站点的ip地址是相同的,都是218.75.123.182,218.75.123.181这两个。如下图所示,杭电网站cloud.hdu.edu.cn和www.hdu.edu.cn以及杭电oj系统.www.hdu.edu.cn对应的是同一个公网ip地址(不知道公网ip和私网ip的,可以查一下百度)

这么多站点对应同一个ip地址,你只输入ip地址,浏览器当然不知道你到底要访问哪一个站点,这就是为什么你不能够使用ip地址去访问的原因所在。

05多个站点对应一个ip地址的问题

理论上来说,一个ip对应一个站点,这是很正常的,那为什么会出现上文中所描述的那样,一个ip地址对应多个站点的情况呢?

有两种技术可以实现描述的问题

1.虚拟主机技术

2.反向代理技术

06虚拟主机技术

虚拟主机技术是apache,nginx等服务器所特有的一种功能,也就是实现多个站点在同一台服务器上放置。假如说杭电是使用虚拟主机技术实现的一个IP对应多个web站点的话,那么实际情况应该是这个样子:

比如我现在有一台服务器,我可以在服务器里面描述这样一种站点和实际路径的关系:

站点

实际存放路径

acm.hdu.edu.cn

/var/www/acm

www.hdu.edu.cn

/var/www/html

cloud.hdu.edu.cn

/var/www/cloud

那么这样这三个站点就能够在同一台服务器上共存了,当你访问acm.hdu.edu.cn的时候,主要有这么几个步骤

1.dns做域名解析,然后得到解析后的结果,假如说是218.75.123.182。

2.浏览器开始与目标ip地址为218.75.123.182的服务器进行三次握手操作,建立TCP连接

3.浏览器开始构建HTTP请求报文,报文的头部格式为

Accept  
*/*
Accept-Encoding  
gzip, deflate
Accept-Language  
zh-CN,zh;q=0.8,zh-TW;q=0.7,zh-HK;q=0.5,en-US;q=0.3,en;q=0.2
Connection  
keep-alive
Cookie  
PHPSESSID=v103qj5emvgv5j8hd85d2aro33
Host  
acm.hdu.edu.cn
Referer  
http://acm.hdu.edu.cn/
User-Agent  
Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; …) Gecko/20100101 Firefox/62.0

只需要关注这个报文头部的这么一段

Host  
acm.hdu.edu.cn

通过这个报文可以知道,浏览器要访问ip地址为218.75.123.182的服务器的哪一台HOST(这里有一个概念,服务器上面可以有一个站点,也可以由多个站点,有一个站点的话,服务器上就只有一个HOST,如果有多个站点的话,服务器上面就会有多个虚拟HOST)

4.服务器接受到这个报文之后,会进行分析,apache服务器会根据报文中的host,来匹配自己的配置文件。假设,服务器中的配置文件是这样写的:

<VirtualHost *:80>
 DocumentRoot /var/www/acm
 ServerName acm.hdu.edu.cn
</VirtualHost>
<VirtualHost *:80>
 DocumentRoot /var/www/html
 ServerName www.hdu.edu.cn
</VirtualHost>
<VirtualHost *:80>
 DocumentRoot /var/www/cloud
 ServerName cloud.hdu.edu.cn
</VirtualHost>

那么当请求报文中的HOST是acm.hdu.edu.cn的时候,apache服务器就会根据自己的配置文件所写的那样,去/var/www/acm目录下寻找站点内容。

5.服务器处理请求,构建响应报文,发送响应报文到客户端

07反向代理技术

当我以为我已经接近了事实真相的时候,意外的发现了另外一个问题,我登录到校园网,然后继续使用nslookup进行域名解析,发现了一个惊讶的事情,解析之后,上文中所提到的那三个站点的ip完全不一样。也就是说实际上这三个站点完全放在了不同的服务器上,即不可能是使用的虚拟主机技术(如果使用虚拟主机技术,这几个站点肯定是在同一台服务器上的)。

如下图所示

内网、外网解析文中所述三个站点的情况如下表所示

网站域名

外网解析

内网解析

acm.hdu.edu.cn

218.75.123.182,218.75.123.181

192.168.102.19

www.hdu.edu.cn

218.75.123.182,218.75.123.181

192.168.102.6

cloud.hdu.edu.cn

218.75.123.182,218.75.123.181

10.1.18.137

既有192.168开头的私网ip地址,又有10.1开头的私网ip地址,这种特殊的网络结构是由于杭电的网络规划造成的,一开始杭电使用的是192.168开头的私网ip地址,后来发现不够了,继而进行扩展,使用10.1开头的私网ip地址。这里对于这一部分内容不做深究

由此,我们基本可以推断出,杭电实际的网络结构是下图所示的样子。而不是上文中,我所推测的虚拟主机。

当我在外网访问acm.hdu.edu.cn的时候,主要经历了这么几个步骤。

通过dns解析获得acm.hdu.edu.cn的反向代理ip地址 218.75.123.181。

1.客户端发送报文到ip地址为218.75.123.181的服务器上,中间要经过NAT路由器,做NAT转化,把私网IP地址转化为公网IP地址。

2.数据包在因特网中进行路由准发

3.数据包最终到达218.75.123.181的apache服务器,这个服务器实际上并不承担web站点任务,主要是作为一个WEB网站的网关角色(反向代理角色)。

4.请求报文中的HOST是acm.hdu.edu.cn,因此,反向代理服务器会将请求报文转发至域名为acm.hdu.edu.cn的主机上。acm主机处理完请求之后,会将处理后的结果返回至客户端。

08小结

本文主要讲了两方面:

1.直接使用ip地址访问不了站点的原因

原因就在于该ip地址可能对应着多个web站点,单单依靠ip地址是不知道如何匹配到哪个web站点的。但是通过域名,我们就能够知道具体要访问哪一个HOST。如果使用虚拟主机,直接找到相关virtual HOST即可,如果使用反向代理,那么通过代理找到HOST的实际私网地址也可以。

2.只有一个公网ip如何实现多个WEB站点的访问

有两种办法可以实现,其一是虚拟主机,其二就是反向代理。通过目前来看,虚拟主机的实现方式已然不多,更多的企业或者学校使用的是反向代理技术

针对本案例(杭电若干网站),这若干网站经过DNS解析后对应的是同一个ip218.75.123.182或者218.75.123.181,用户请求接入到这个公网ip的时候,该服务器会进行反向代理,根据请求报文中的HOST名字,将请求报文转发至具体的局域网内部的主机进行处理,然后再将处理结果进行返回。

- End -

原文发布于微信公众号 - 格姗知识圈(geshanzsq)

原文发表时间:2018-10-26

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