4. Подробный обзор основных протоколов прикладного уровня

4.1. HTTP (HyperText Transfer Protocol)

Назначение: Передача гипертекстовых документов (веб-страниц) и других данных в вебе.

Особенности:

• Работает поверх TCP (порт 80).

• Текстовый протокол: запросы и ответы содержат заголовки и тело.

• Методы: GET, POST, PUT, DELETE, HEAD, OPTIONS и др.

• Коды ответа: 2xx (успех), 3xx (перенаправление), 4xx (ошибка клиента), 5xx (ошибка сервера).

• Не шифрует данные.

Пример HTTP-запроса:

4.2. HTTPS (HTTP Secure)

Назначение: Защищённая версия HTTP.

Особенности:

• HTTP поверх SSL/TLS.

• Порт 443/TCP.

• Шифрует все передаваемые данные.

• Обеспечивает аутентификацию сервера (и опционально клиента) с помощью сертификатов X.509.

• Защищает от прослушивания, подмены данных и атак "человек посередине" (MITM).

Как работает HTTPS:

1. Клиент подключается к серверу на порт 443.

2. Происходит рукопожатие TLS: согласование версии, обмен ключами, проверка сертификата.

3. Все дальнейшие данные передаются в зашифрованном виде.

4.3. DNS (Domain Name System)

Назначение: Преобразование доменных имён (google.com) в IP-адреса (и обратно).

Особенности:

• Распределённая иерархическая система.

• Работает поверх UDP (порт 53) для большинства запросов, TCP (порт 53) для больших ответов (зоны, DNSSEC).

• Типы записей (resource records):

  • A — IPv4-адрес

  • AAAA — IPv6-адрес

  • CNAME — каноническое имя (алиас)

  • MX — почтовый сервер (с приоритетом)

  • NS — сервер имён для зоны

  • PTR — обратное преобразование (IP → имя)

  • TXT — произвольный текст (SPF, DKIM, проверки)

  • SOA — Start of Authority (начало зоны)

Иерархия DNS:

• Корневые серверы (13 логических, множество физических).

• Серверы доменов верхнего уровня (TLD) — .com, .org, .ru, .gov.

• Серверы доменов второго уровня (example.com).

• Поддомены (mail.example.com).

Процесс разрешения имени:

1. Клиент спрашивает у локального резолвера (обычно у провайдера или 8.8.8.8).

2. Резолвер идёт к корневому серверу, узнаёт адрес сервера .com.

3. Идёт к серверу .com, узнаёт адрес сервера example.com.

4. Идёт к серверу example.com, получает IP-адрес.

5. Возвращает клиенту и кэширует ответ.

4.4. DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)

Назначение: Автоматическая выдача IP-адресов и других параметров сети компьютерам.

Особенности:

• Работает поверх UDP (порт 67 — сервер, 68 — клиент).

• Позволяет централизованно управлять настройками сети.

• Выдаёт:

  • IP-адрес

  • Маску подсети

  • Шлюз по умолчанию (default gateway)

  • DNS-серверы

  • Домен

  • Другие опции (сервер времени, WINS и т.д.)

Процесс DORA:

1. Discover (клиент ищет сервер) — широковещательный запрос "Кто тут DHCP-сервер?"

2. Offer (сервер предлагает адрес) — "Я сервер, предлагаю адрес 192.168.1.10"

3. Request (клиент запрашивает) — "Да, я хочу 192.168.1.10"

4. Ack (сервер подтверждает) — "OK, адрес твой на 24 часа"

Аренда (lease): IP-адрес выдаётся на ограниченное время. Клиент должен продлевать аренду, иначе адрес освобождается.

DHCPv6: Версия для IPv6, работает немного иначе (может использоваться вместе с SLAAC).