为什么域名能够访问网站，而直接使用IP不可以

柔光的暖阳◎ 2022-05-09 13:20 1931阅读 2赞

### 为什么域名能够访问网站，而直接使用IP不可以 ###

*  背景介绍
 *  提出问题
 *  分析原因
 *   *  只输入ip地址访问不到域名的原因：
     *  多个站点对应一个ip地址的问题
     *   *  虚拟主机技术
         *  反向代理技术
 *  小结

# 背景介绍 #

在访问杭电官网[杭电官网][Link 1]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][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。

# 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？

# 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。

## 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）

![外网查询杭电网站][70]

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。

## 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

### 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:

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>站点</th> 
   <th>实际存放路径</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td><a href="http://acm.hdu.edu.cn" rel="nofollow">acm.hdu.edu.cn</a></td> 
   <td>/var/www/acm</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><a href="http://www.hdu.edu.cn" rel="nofollow">www.hdu.edu.cn</a></td> 
   <td>/var/www/html</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><a href="http://cloud.hdu.edu.cn" rel="nofollow">cloud.hdu.edu.cn</a></td> 
   <td>/var/www/cloud</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

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

### 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  
![在这里插入图片描述][70 1]  
内网、外网解析文中所述三个站点的情况如下表所示

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>网站域名</th> 
   <th>外网解析</th> 
   <th>内网解析</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td><a href="http://acm.hdu.edu.cn" rel="nofollow">acm.hdu.edu.cn</a></td> 
   <td>218.75.123.182,218.75.123.181</td> 
   <td>192.168.102.19</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><a href="http://www.hdu.edu.cn" rel="nofollow">www.hdu.edu.cn</a></td> 
   <td>218.75.123.182,218.75.123.181</td> 
   <td>192.168.102.6</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><a href="http://cloud.hdu.edu.cn" rel="nofollow">cloud.hdu.edu.cn</a></td> 
   <td>218.75.123.182,218.75.123.181</td> 
   <td>10.1.18.137</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

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。  
![在这里插入图片描述][70 2]

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。

# 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ip`218.75.123.182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。

[Link 1]: http://www.hdu.edu.cn/
[OJ]: http://acm.hdu.edu.cn/
[70]: /images/20220506/97070eee9e6345e9ab7151748cfbc1d6.png
[70 1]: /images/20220506/5db6d78311d14d8d9ca743b00aed433b.png
[70 2]: /images/20220506/c6797f4aa756425a87cc30b71d90d7ba.png