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    互联网协议IP抓包分析 – wireshark

    互联网协议IPInternet Protocol的缩写,中文缩写是网协

    互联网协议也就是为计算机相互连接进行通信而设计的协议。

    IP地址协议报文首部

    在这里插入图片描述

    版本IP协议的版本,目前的IP协议版本号为4,下一代IP协议版本号为6。

    首部长度IP报头的长度。固定部分的长度(20字节)和可变部分的长度之和。共占4位。最大为1111,即10进制的15,代表IP报头的最大长度可以为15个32bits(4字节),也就是最长可为15*4=60字节,除去固定部分的长度20字节,可变部分的长度最大为40字节。

    服务类型:优先级标志位和服务类型标志位,被路由器用来进行流量的优先排序。

    总长度IP报文的总长度。报头的长度和数据部分的长度之和。

    标识符:唯一的标识主机发送的每一分数据报。通常每发送一个报文,它的值加一。当IP报文长度超过传输网络的MTU(最大传输单元)时必须分片,这个标识字段的值被复制到所有数据分片的标识字段中,使得这些分片在达到最终目的地时可以依照标识字段的内容重新组成原先的数据。

    标记:共3位。R、DF、MF三位。目前只有后两位有效,DF位:为1表示不分片,为0表示分片。MF:为1表示“更多的片”,为0表示这是最后一片。

    分片偏移:本分片在原先数据报文中相对首位的偏移位。(需要再乘以8)

    存活时间IP报文所允许通过的路由器的最大数量。每经过一个路由器,TTL减1,当为0时,路由器将该数据报丢弃。TTL 字段是由发送端初始设置一个 8 bit字段.推荐的初始值由分配数字 RFC 指定,当前值为 64。发送 ICMP 回显应答时经常把 TTL 设为最大值 255。

    协议:指出IP报文携带的数据使用的是那种协议,以便目的主机的IP层能知道要将数据报上交到哪个进程(不同的协议有专门不同的进程处理)。和端口号类似,此处采用协议号,TCP的协议号为6,UDP的协议号为17。ICMP的协议号为1,IGMP的协议号为2.

    首部校验和:计算IP头部的校验和,检查IP报头的完整性。

    IP地址:标识IP数据报的源端设备。

    目的IP地址:标识IP数据报的目的地址。

    选项:保留作为额外的IP选项

    数据:使用IP传递的实际数据

    抓获的IP协议报文

    # 帧数据
    Frame 12: 98 bytes on wire (784 bits), 98 bytes captured (784 bits) on interface wlp4s0, id 0
    # 以太网帧头部信息
    Ethernet II, Src: Chongqin_e1:18:a9 (40:23:43:e1:18:a9), Dst: HIWIFI_65:b0:40 (d4:ee:07:65:b0:40)
        Destination: HIWIFI_65:b0:40 (d4:ee:07:65:b0:40)
        Source: Chongqin_e1:18:a9 (40:23:43:e1:18:a9)
        Type: IPv4 (0x0800)
    # IPv4 包头部信息
    Internet Protocol Version 4, Src: 192.168.199.235, Dst: 192.168.199.1
    # 版本号为 4
        0100 .... = Version: 4
        # 首部长度
        .... 0101 = Header Length: 20 bytes (5)
        # 服务类型
        Differentiated Services Field: 0x00 (DSCP: CS0, ECN: Not-ECT)
        # 总长度
        Total Length: 84
        # 标识符
        Identification: 0x420a (16906)
        # 标志
        Flags: 0x4000, Don't fragment
        # 分段偏移
        Fragment offset: 0
        # TTL
        Time to live: 64
        # 协议类型
        Protocol: ICMP (1)
        # 首部校验和
        Header checksum: 0xe860 [validation disabled]
        [Header checksum status: Unverified]
        Source: 192.168.199.235
        Destination: 192.168.199.1
    Internet Control Message Protocol
        Type: 8 (Echo (ping) request)
        Code: 0
        Checksum: 0x0fae [correct]
        [Checksum Status: Good]
        Identifier (BE): 10 (0x000a)
        Identifier (LE): 2560 (0x0a00)
        Sequence number (BE): 2 (0x0002)
        Sequence number (LE): 512 (0x0200)
        [Response frame: 24]
        Timestamp from icmp data: Oct  3, 2020 19:21:22.000000000 CST
        [Timestamp from icmp data (relative): 0.767224513 seconds]
        Data (48 bytes)
    

    Linux ping大于 1500字节的包

    -c ping的次数

    -s每个包的大小

    ping -c 4 -s 1600 {{ip_address}}
    
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  • 互联网协议IP简介

    2019-05-28 14:56:05
    IP协议概述 IP是TCP/IP协议栈的核心,也是TCP/IP架构的网络互连层的主协议。作为TCP/IP架构的三层协议IP协议栈中以TCP和UDP协议为主的第四层提供服务。这项服务就是接收经过TCP或UDP封包的数据,进行必要的处理...

    IP协议概述

    IP是TCP/IP协议栈的核心,也是TCP/IP架构的网络互连层的主协议。作为TCP/IP架构的三层协议,IP向协议栈中以TCP和UDP协议为主的第四层提供服务。这项服务就是接收经过TCP或UDP封包的数据,进行必要的处理后再将之送到目的地。简而言之,IP的任务就是在互联网络之间将数据从A点送到B点。

     

    IP关键特征

    ◇通用寻址:为了从A点向B点发送数据,必须确保不论B点位于何处,各设备都知道如何识别哪个设备是B点。IP定义了互联网络的寻址机制并使用这些地址来保证各报文到达预期目的地。

    底层协议的独立性:IP允许数据在为与TCP/IP协议栈配合使用而设计的任何类型的底层网络上传输。它所包含的规定使它能够适应各种低层协议的需求,比如以太网和WiFi。IP还可以在作为TCP/IP的一部分为IP创建的特殊数据链路协议上运行,比如点对点协议(PPP)。

    IP独立于低层细节的一个重要方面在于,它能够根据特定网络对数据块大小的限制将大数据块分片成小块。

    无连接传输:IP是无连接协议。设备之间发送数据时,不需要先创建连接,只是组装数据并发送即可。

    不可靠传输:所谓不可靠,并不是指TCP/IP软件会突然有一天宣布罢工,而是意味着当数据报从A设备发往B设备时,A设备只负责一个一个发送。IP不会为了确保数据到达目的地而跟踪它发出的数据。IP协议不提供数据差错防护、流量控制或丢失数据报重传这样的可靠性或服务质量功能。

    无确认传输:与不可靠性类似,IP协议不使用确认功能。当B设备收到A设备发来的数据报,不会向A设备发送确认信息。

    在上面最后提到的三个特征看起来不像是什么优点,但实际上IP协议这样设计的原因很简单:这些功能都是以牺牲性能为代价的。执行这类人物需要占用时间,计算机资源和网络带宽,而且并不是所有的应用都需要这些功能。如果把这些复杂的功能都添加到IP协议中去,无疑会让所有的数据流都承担额外的开销,无论是否有必要。

    TCP/IP协议栈的解决办法是,利用分层的优势。传输层可以提供上述的功能。实际上这也是传输层主要协议TCP和UDP的主要区别,TCP是一个全功能协议,提供确认和可靠传输等功能;而UDP不提供这些功能,却更简单、传输速度更快。

     

    IP功能

    IP大致有四个系列的功能,下面将简单说明

    寻址:为了执行传送数据报的工作,IP必须知道应将数据报发送到何处。所以IP具备一个主机寻址机制。此外,由于IP在互联网络上运行,所以IP系统可在任意大网络上为设备分配唯一的地址。IP地址还包含必要的结构,便于数据报向远程网络的路由。

    数据封装和格式设置/打包:IP协议接收来自传输层协议UDP和TCP的数据,然后按照一种格式将它们封装入IP数据报。

    分片和重组:IP数据报被向下传送到数据链路层以便在局部网络上传输。但是各个使用IP的二层网络对帧长度的限制可能各不相同。为此,IP还纳入了将IP数据报分片成小块的功能,是数据包能够在任何类型的网路上传输。接收设备收到分片的数据报后,通过重组功能再现完整的数据报。

    路由/间接发送:如果要将一个IP数据报发送到同一个局部网络内的目的地,可以直接使用这个网络的底层LAN/WLAN/WAN协议来完成传输。但是更多情况,最终目的都位于一个不直接与源设备相连的远程网络上。这种情况下的数据报无法直接传送,要完成传送就必须通过中间设备转发。这些中间设备就是路由器。这项任务主要由IP协议负责,并需要其它三层协议的支持,包括ICMP和TCP/IP网关/路由协议(比如RIP和BGP)。

     

    IP版本和版本号

    IP的第一个版本,也是现在我们用的最多的版本,就是IP第4版,简称IPv4。这是因为IP诞生的时候是它的功能从TCP与IP功能兼备的早期TCP版本中分离出来的时候。当时TCP已经有了三个版本。所以为了统一,两个协议分离时,都使用了第4版这个版本号。

    目前我们处于IPv4到IPv6的过渡期,IP第6版也就是新版IP的开发工作早在20世纪90年代就已经开始,但是要做出重大的变更总是困难重重,IPv6的过渡期仍然还会持续很长一段时间。

    实际上,IP第5版协议是一个实验性质的TCP/IP协议,显然它没有发展壮大。现在为了杜绝混淆,新版本IP直接使用了第6版的版本号。

    本文转载自广州虹科“虹科汽车电子”微信公众号。

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  • InteAddress该类表示互联网协议地址java对ip地址的封装 方法:getLocalHost 返回本地主机的IP地址getByName(String host)获取指定域名的ip 代码:String ip=InteAddress.getByName("www.baidu.com"); System....

    InteAddress该类表示互联网协议地址
    java对ip地址的封装

     

    方法:
    getLocalHost      返回本地主机的IP地址
    getByName(String host)获取指定域名的ip

    代码:
    String ip=InteAddress.getByName("www.baidu.com");

    System.out.println(ip)
    // 本地地址
    String ip = InetAddress.getLocalHost().getHostAddress();
    System.out.println(InetAddress.getLocalHost()+"---");
    System.out.println(InetAddress.getLocalHost().getHostAddress()+"----------");

     

    运行结果:
    www.baidu.com/119.75.213.61
    冯浩/192.168.9.93---      获取本机ip地址和主机名称
    192.168.9.93----------     只是获取本地IP地址

    转载于:https://www.cnblogs.com/nihaofenghao/p/5087416.html

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  • TCP是面向连接的、可靠传输,而UDP是非连接的、不可靠传输,TCP...TCP和IP只是其中的2个协议,也是很重要的2个协议,所以用TCP/IP来命名这个互联网协议族,实际上,它还包括其他协议,比如UDP、ICMP、IGMP、ARP/RAR...

    TCP是面向连接的、可靠传输,而UDP是非连接的、不可靠传输,TCP建连需要3次握手,会造成delay,UDP更快。

    TCP/IP是什么

    TCP/IP协议族是一组协议的集合,也叫互联网协议族,用来实现互联网上主机之间的相互通信。TCP和IP只是其中的2个协议,也是很重要的2个协议,所以用TCP/IP来命名这个互联网协议族,实际上,它还包括其他协议,比如UDP、ICMP、IGMP、ARP/RARP等。

    网络分层

    大学《计算机网络》教科书上有经典的网络ISO七层模型,但七层划分太细了,稍显繁琐,不容易记住。

    互联网协议族TCP/IP按粗粒度的四层划分,两种划分的对照图让彼此关系一目了然。

     

    分层是计算机领域的常用技巧,比如互联网后端的三层架构“接入-逻辑-存储”就是分层思想的典型应用。

    分层是为了隔离,通过分层划分职能,拆解问题,层与层之间约定接口,屏蔽实现细节。

    TCP/IP自下到上划分为链路层、网络层、传输层、应用层。下层向上层提供能力,上层利用下层的能力提供更高的抽象。

    1. 链路层,也称网络接口层,包括操作系统的设备驱动程序和网卡,它们一起处理与传输媒介(光纤等)的物理接口细节。

    2. 网络层,也就是IP层,负责处理IP datagram在网络中的传输,IP层传输的是IP datagram,借助路由表,把IP datagram从网络的一端传输到另一端,简而言之:IP实现包的路由传输,IP协议和路由器工作在网络层。

    3. 传输层,提供端到端之间的通信,包括提供面向连接和高可靠性的TCP,以及无连接不可靠的UDP。貌似TCP更好,但实际不是这样,UDP因为不需要建连开销,所以更快,应用得也很广,比如新一代互联网协议HTTP3就从TCP转向UDP,应根据适应场景选择传输层协议。

    4. 应用层,跟应用相关,不同应用解决不同问题,需要不同的应用层协议。

    链路层处理数据在媒介上的传输,以及主机与网卡、光纤等打交道的细节。因为与硬件相关,所以需要借助系统的驱动程序,链路层协议就是定义这些细节的,比如怎么把数据从网卡发送到光纤,采用什么格式编码等,它解决的数据在媒介上表示、流动的问题。

    光有链路层功能肯定是不够的,网络上有成千上万的机器,主机A与B通信,你不能将数据发到主机C,所以仿照现实,要为主机分配网络地址,通过IP地址去标识网络中的一台主机,发送一个数据包,需要正确路由到目的地,这就好比你从家到公司,要经过哪些路径,需要地图,而路由表就类似这张地图。IP解决的是数据包在网络中的传输路由的问题。

    有了网络层的传输路由能力,还不够,因为IP报在传输过程中可能丢包,比如中间经历过的路由器缓冲区满了便会丢包,这样不可靠,如果需要可靠传输的能力,便需要传输层基于IP层,提供更多的能力,TCP解决了可靠性问题。具体而言,如果丢包了,TCP层会负责超时重传,它通过接收确认和重传机制保证了可靠传输。另外,因为IP报都是独立路由的,所以从主机A到主机B,一份数据被拆分成x、y两个IP报先后发送,这2个包可能选择不同的传输路径,这样有可能y包先于x包到达,但我们希望在接收端(主机B)恢复这个数据的信息,但我们无法控制IP报的到达顺序,所以,我们需要在接收端恢复数据,我只需要在x、y包里记录它属于数据块的哪个部分,然后重组这份数据,这正是TCP做的,它会重新组装IP报,从而保证顺序性,递交给应用层。

    有时候并不需要保证可靠性和顺序性,这便是UDP能提供的,它只是简单的把数据封装成IP报,然后通过IP层路由发送到目的端。

    再往上,便是应用层协议了,比如http,又比如游戏服务器自定义协议,应用层协议通常基于TCP或者UDP做传输。

    3分层

    什么是协议?懒得去翻协议的各种权威定义了,我认为协议就是约定,跟现实生活中协议这个词含义差不多。网络协议就是通信双方共同遵守的约定,更具体一点,就是定义数据在网络上传输的格式、规则和流程。

    因为网络是分层模型,不同层有不同层的作用,所以为各层定义各层的规则,各层对应的各层协议。

    前面讲了TCP/IP协议族包含很多协议,这些协议分属不同的分层,承担不同的作用。

     

     

    1. TCP和UDP是两种主要的传输层协议。

    2. IP是网络层的主要协议,TCP、UDP都需要利用IP协议进行数据传输。

    3. ICMP是互联网控制报文协议,是IP的附属协议,IP层用它来与其他主机或路由器交换错误报文和其他重要信息。比如一个Packet经过某个路由器节点的时候,超过网络对Packet的长度限制,而又不分片,则会给发送端发送一个ICMP包报告错误信息,属于ICMP是用来辅助IP完成数据包传输的。

    4. IGMP是Internet组管理协议,用来把一个包多播到多个主机。

    5. ARP(地址解析协议)和RARP(逆地址解析协议)是用来转换IP层和链路层的地址,IP层使用IP地址,链路层使用Mac地址

    应用层和传输层使用端到端(end-to-end)协议,网络层提供的是逐跳(hop-by-hop)协议。

    4封装

    A给B通过网络传送一块数据,可以设想仅仅是传输这块原始数据是不够的,因为网络传输过程中,网络包到了某个路由器,需要转发,而转发必须依赖数据包的一些附加信息,比如目标机器。

    发送端在发送数据的时候,将原始数据按照协议格式加上一些控制信息,包装成可在网络上正确传输数据包的过程叫封装。

    TCP/IP协议族是层层封装的,从应用层到链路层,每经过一层都要添加一些额外信息(首、尾部)。

     

    1. 用户数据经过应用程序加上应用程序首部,转给TCP层处理

    2. 经过TCP层加上TCP首部,产生TCP段(segment)

    3. TCP segment经过IP层再加上IP首部,产生IP数据包(datagram)

    4. IP datagram通过链路层,经以太网驱动程序处理后,加上以太网首部+尾部,产生以太网帧(frame),以太网帧的长度在46~1500之间

    更准确的说,在IP和链路层传输的数据单元叫分组(Packet),分组既可以是一个IP datagram也可以是IP datagram的一个分片(fragment)。

    UDP的封装跟TCP略有不同,主要体现在经过传输层(UDP)之后添加的是8字节UDP首部,产生UDP datagram。

    封装过程中,经过TCP/UDP层的时候,会把端口号添加到TCP/UDP首部;经过IP层的时候,会把协议类型(TCP or UDP or ICMP or IGMP)添加到IP首部;经过链路层的时候,会把帧类型(IP or ARP or RARP)添加到以太网首部。这些信息将被用于接收端的处理。

    接收端收到数据后,要执行跟发送端相反的解封操作,我们可以把发送端的数据封装比喻成洗澡后一层层穿衣服,而接收端的操作,类似洗澡前一层层脱衣服,把首尾部剥离,获取传递的原始数据。

    因为网络上的主机有不同字节序,现在要通过网络传输,便需要约定统一的网络字节序(大端序),采用小端序的主机在网络传输数据的时候要转为大端序。

    5地址

    互联网上每个接口都有一个唯一的网络地址,也叫IP地址,IP地址有IPv4和IPv6两个版本,IPv4是32位4字节的整数,每个字节(8bit)的取值范围是0~255,所以可以把4字节的IPv4用四个点分隔的byte值表示,比如140.252.13.88,每个十进制数值对应32位整数中的每个字节,这种表示法叫点分十进制表示法,很显然,点分十进制法和int32两种表示法之间很容易相互转换。

    IPv4地址划分为ABCDE五类,32位地址表示的数值空间有限,难以为互联网上的所有联网设备分配独立的IP地址,所以便存在动态分配、共享、公网+内网地址转化(NAT)等问题,本质上是为了解决IP地址不够用的问题。

    IPv6使用128bit,2的128次方就非常大了,号称可以为地球上每粒沙子分配一个ip地址。

    IP数据报(网络层)用IP地址、而以太网帧(链路层)则是用硬件(48位Mac)地址,ARP和RARP用于IP地址和硬件地址之间做映射(转换)。

    端口

    TCP/UDP采用16位端口号来识别(区分)应用,比如主机A向主机B发送了一个IP报,主机B的内核收到该IP报之后,应该交给哪个应用程序去处理呢?端口号就是用来干这个的,内核会维护端口号到应用程序之间的对应关系。

    比较常用的应用层协议有约定的端口号,也就是知名端口号,而1024~5000之间的端口号是分配给TCP/IP临时用的,而大于5000的另做他用。也就是说,你用TCP方式去连网络服务器,本地为该socket分配的端口号会在1024~5000之间,这取决于操作系统的端口分配策略。

    域名系统

    域名系统(DNS)提供主机名字和IP地址之间的转换,比如www.baidu.com是一个域名,应用程序可以通过一个标准库函数(gethostbyname)来获得给定名字主机的IP地址,标准库函数(gethostbyaddr)实现逆操作。

    ip地址是一串数字,含义不清、也不便于记忆,主机名含义更清晰,www.baidu.com你就很容易记住,这也是为什么存在IP地址还需要主机名的原因。

    8

    分用 接收端接收到以太网数据帧(Frame)之后,需要像剥洋葱一样,从协议栈由底向上升,即遵照链路层->网络层->传输层->应用层的顺序,去掉各层协议添加的首尾部,将数据取出,交给最上层应用程序,这个过程叫Demultiplexing,尊从书本的翻译叫分用

     

    回顾前面封装的描述,在传输层、网络层、链路层,分别将端口号存入TCP/IP首部,将协议类型存入IP首部,将帧类型存入以太网帧首部。所以在接收端,将一层层拆掉首部,取出对应信息,然后做分派,丢给不同模块处理,上图就是整个处理过程。

    9

    小结

    TCP/IP链路层->网络层->传输层->应用层的四层划分。

    TCP segment、UDP datagram、IP datagram、IP fragment、以太网frame、以及IP层和链路层之间传输的数据单元packet,这些概念你最好分清楚,这样交谈的时候会显得比较专业而不是很土。

    数据封装,多看几遍你便能记住了。

    TCP封装格式:以太网首部(14)+IP首部(20)+TCP首部(20)+应用数据+以太网尾部(4)

    UDP封装格式:以太网首部(14)+IP首部(20)+UDP首部(8)+应用数据+以太网尾部(4)

    应用层协议在应用层实现,而传输层、网络层、链路层都是在内核实现,所以想修改或者优化底层协议很难,因为你几乎动不了内核,因为网络上的大量设备OS你没法一并改过来,这就是所谓的网络设备僵化问题,HTTP3用UDP替代TCP,就是想在应用层自己去实现可靠传输等。

    每个以太网帧有长度限制(48~1500),网络上每个设备也有对包的长度限制,IP报大了就要分片,分片可能发生在发送端,也有可能发生在中间设备,但应该尽量避免分片,IP报会带有信息让分片后可以重组,MTU的概念可以了解一下。

    ICMP和IGMP逻辑上属于网络层,因为他们是IP协议的附属协议,但实际上,ICMP和IGMP报文都被封装为IP datagram传输,所以又可以把他们视为IP层之上的协议。

    同样ARP和RARP用于IP地址和硬件MAC地址相互转换,逻辑上属于链路层,但实际上arp和rarp报文跟IP datagram一样,都被封装成以太网Frame传输。

    接收端收到以太网帧之后,会走分用流程,最终将原始数据交给应用程序。

    TCP/IP协议的应用程序经常使用socket编程接口。

    有很多跟网络相关的工具,比如ping、ifconfig、netstat、arp、tcpdump、wireshark等。

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  • 互联网协议系列

    2019-04-15 15:57:00
    互联网协议入门 1 互联网协议入门 2 TCP-IP协议详解(1)网络协议概观 TCP-IP协议详解(2) 以太网与WiFi协议 TCP-IP协议详解(3) IP/ARP/RIP/BGP协议 TCP-IP协议详解(4)IPv4与IPv6地址 TCP-IP协议详解(5)IP协议...
  • 互联网协议详解

    2019-12-09 17:50:41
    互联网协议入门 1 互联网协议入门 2 TCP-IP协议详解(1)网络协议概观 TCP-IP协议详解(2) 以太网与WiFi协议 TCP-IP协议详解(3) IP/ARP/RIP/BGP协议 TCP-IP协议详解(4)IPv4与IPv6地址 TCP-IP协议详解(...
  • (建议在学习本篇知识时先阅读我关于OSI的文章)在上一篇文章中,我们详细介绍了OSI模型...于是经过科研人员的研究,一个新的模型被广泛应用——TCP/IP协议(互联网协议)。那么相较于之前的OSI模型,TCP/IP做了哪些改动...
  • **IP(Internet Protocol,因特网协议)**是网络层的核心协议,规定了网络层的封装规范,将上层(传输层)传递下来的数据段附加上 IP 首部封装成 IP 数据包,又称数据报文,IP 数据包同样由包首部和数据两部分组成,...
  • IP地址是IP协议提供的一种统一的地址格式,它为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址,以此来屏蔽物理地址的差异。 IP地址类型 公有地址 公有地址(Public address)由Inter NIC(Internet Network ...
  • 网际协议IP

    2018-06-21 21:08:47
    使用IP协议的虚拟互联网络叫IP网,在这种覆盖全球的 IP 网的上层使用 TCP 协议,叫互联网 (Internet)。 MAC协议提供无连接不可靠服务 IP协议面向无连接不可靠的服务,不可靠,不保证每一数据库都能到达目的主机...
  • 互联网协议 — 概览

    千次阅读 2020-05-01 22:22:02
    目录 文章目录目录TCP/IP 协议族 ...《互联网协议 — ARP 地址解析协议》 《互联网协议 — VRRP 虚拟路由器冗余协议》 《互联网协议 — HTTP 超文本传输协议》 《互联网协议 — DNS 域名系统》 ...

空空如也

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