http学习笔记——章节01_TCP/IP

先来回顾http中用到的 TCP/IP 协议族

简介:

web使用http(超文本传输协议)作为规范,完成从客户端到服务器端等一系列运作流程。

可以说web是建立在http协议上进行通信的

最初设想的基本理念 :借助多个文档之间的相互关联形成的超文本,连成可相互参阅的万维网

​ 现在已经提出了三项www的构建技术,分别是

  • 把SGML ( Standard
    Generalized Markup Language,标准通用标记语言) 作为页面文本标记语言HTML;
  • 作为文档传输协议的HTTP
  • 指定文档所在地址的URL

万维网这一名称,是web浏览器当年用来浏览超文本的客户端应用程序的名称,现在则用来表示这一系列的集合。也即web

本章知识点

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1 TCP/IP协议族

为了理解HTTP,我们十分有必要了解TCP/IP协议族

为什么需要:

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这些个规则就被称为协议,tcp/ip是互联网相关的各类协议族的总称

1. 1 tcp/ip的分层管理

类似于组件化, TCP/IP 协议族按层次分别(ps: TCP/IP协议并不完全符合OSI的七层参考模型 )
分为以下 4 层: 应用层、传输层、网络层和数据链路层(网络接口层)。

为什么要分层设计:

分层的好处在于在某一个地方需要改变设计时,不必把所有部分都替换掉。只需改变需要变动的层即可。

同时层次化之后,设计也相对简单了。处于应用层的应用可以只考虑自己所要做的任务,而不需要弄清楚对方是在地球上的哪个地方、传输路线是怎样的、是否能保证传输送达等问题

1.2 各层的作用

应用层

提供应用服务

TCP/IP 协议族内预存了各类通用的应用服务。比如, FTP( File
Transfer Protocol,文件传输协议)和 DNS( Domain Name System,
域名系统)服务就是其中两类。
HTTP 协议也处于该层。

传输层

提供处于网络连接中的两台计算机之间的数据传输

在传输层有两个性质不同的协议: TCP( Transmission Control
Protocol,传输控制协议)和 UDP( User Data Protocol,用户数据
报协议)

网络层

网络层用来处理在网路上流动的数据包,数据包是网络传输的最小数据单位。该层规定了通过怎样的传输路线到达对方的计算机,并把数据包传送给对方

与对方计算机之间通过多台计算机或网络设备进行传输时, 网络层
所起的作用就是在众多的选项内选择一条传输路线。

链路层

用来处理连接网络的硬件部分,包括控制os、硬件的设备驱动、NIC(网卡)及光纤等物理可见

1.3 拿http举例来看

  1. 首先作为发送端的客户端在应用层利用(http)发出一个想看某个Web页面的HTTP请求。
  2. 为了传输方便,在传输层把从应用层传下来的数据进行分割,并在各个报文上打上标记序号及端口号发给网络层
  3. 在网络层,给数据加上作为通信目的地址的MAC地址后发给链路层。到此发送网络的通信请求就准备齐全了
  4. 接收端的服务器在链路层接收到数据,按序往上层发送,直到应用层。才算是真正接收到从客户端发送过来的HTTP请求

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发送端在层与层之间传输数据时,每经过一层必定会被打伤一个该层所属的首部信息。反之,接收端则会一层一层的去掉

1.4 与HTTP关系密切的协议

ip、tcp、dns

1.4.1 负责传输的IP协议

IP( Internet Protocol )网际协议在网络层,这是一个非常重要的协议,几乎所有使用网络的系统都会用到IP协议。TCP/IP中的IP就单指此协议,从它在协议名称中占据了一半的位置就可以看出它的重要性。(ip不是ip地址)

IP协议的作用:把各种数据包传送给对方,并要保证一定是传送到了对方那里。这里需要满足很多条件。其中最重要的就是IP地址和MAC地址

IP地址指明了节点被分配的地址,MAC地址是指网卡所属的固定地址。IP地址可以和MAC地址进行配对。IP地址可变换,但MAC地址基本不会改变

使用ARP协议用MAC地址进行通信

IP间的通信依赖于MAC地址,在网络上,通信双方很少是在同一局域网,一般都是得经过多台计算机和网络设备中转才能连接到对方。而进行中转时,会利用下一站中转设备的MAC地址来搜索下一个中转目标。这时会采用ARP协议

ARP协议是一种用以解析地址的协议,根据通信方的IP地址就可以反复查出对应的MAC地址

没有人能够全面掌握互联网中的传输情况

在没有到达通信目标前的中转过程中,那些计算机和路由器等网络设备只能获取很粗浅的传输路线

这种机制称为路由选择,拿快递公司送货举例。

  1. 想要寄快递的人只需将自己的货物送到集散中心,就可以知道快递公司是否肯收件发货
  2. 快递公司检查货物的送达地址,明确下一站送到哪个区域的集散中心
  3. 接着,那个区的集散中心自会判断接下来的地址

用这个举例是想说明,无论哪台计算机、哪台网络设备。它们都是无法全面掌握互联网中的细节

1.4.2 确保可靠性的TCP协议

TCP位于传输层,它提供可靠的字节流服务

所谓字节流服务,即为方便传输,将大块数据分割成以报文段为单位的数据包进行管理。

可靠的传输服务,即保证数据准确的传送给了对方

确保可靠

为确保可靠,tcp协议采用三次握手的策略。在用tcp将数据发出去之后,它会向对方确认数据是否成功到达。握手过程中使用了TCP的标志 SYN( synchronize)和 ACK( acknowledgement)

发送端首先发送一个带SYN标志的数据包给对方。接收方收到之后回传一个带有 SYN/ACK 标志 的数据包以表示传达确认信息。最后发送端在回传一个带ACK标志的数据包。代表握手结束

若在握手过程中某个阶段莫名中断,TCP协议会再以相同的顺序发送相同的数据包

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除了此三次握手之外,tcp协议还有其他手段用来保证通信的可靠性

1.4.3 负责域名解析的DNS服务

DNS ( Domain Name System) 位于应用层,它提供域名到IP地址之间的解析服务

一台计算机既可以被赋予IP地址,也可被赋予主机名和域名。

用户一般使用主机名或域名来访问对方的计算机而不是直接通过IP地址,应为与IP地址的一组纯数字来说,用字母配合数字的表示形式更符合人类的记忆习惯

但要让计算机去理解名称就相对困难了些。因为计算机更为擅长的是处理数字

为了解决上述问题,DNS服务应运而生。DNS协议提供通过域名查找IP地址,或通过IP地址反查域名的服务

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2. URL与URI

与 URI(统一资源标识符)相比,我们更熟悉 URL( UniformResource Locator,统一资源定位符)。

URL正是使用浏览器等访问web页面时需要输入的网页地址

URI就是由某个协议方案表示的资源定位标识符,协议方案是指访问资源所使用的协议类型名称

如:采用HTTP协议时,协议方案就是http。

URI用字符串表示某一互联网资源,而URL表示资源的地点。故由此看见URL是URI的子集

UPI的几种例子

ftp://ftp.is.co.za/rfc/rfc1808.txt
http://www.ietf.org/rfc/rfc2396.txt
ldap://[2001:db8::7]/c=GB?objectClass?one
mailto:[email protected]  

2.1 URI格式

表示一个指定的URI,要使用涵盖全部必要信息的绝对URI、绝对URL以及相对URL。

而相对URL,是指从浏览器中基本URI处指定的URL 形如 /image/logo.gif

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登录信息(认证)
指定用户名和密码作为从服务器端获取资源时必要的登录信息(身
份认证)。此项是可选项。

服务器地址
使用绝对 URI 必须指定待访问的服务器地址。地址可以是类似
hackr.jp 这种 DNS 可解析的名称,或是 192.168.1.1 这类 IPv4 地址
名,还可以是 [0:0:0:0:0:0:0:1] 这样用方括号括起来的 IPv6 地址名。

服务器端口号
指定服务器连接的网络端口号。此项也是可选项,若用户省略则自
动使用默认端口号

带层次的文件路径
指定服务器上的文件路径来定位特指的资源。这与 UNIX 系统的文
件目录结构相似

查询字符串
针对已指定的文件路径内的资源,可以使用查询字符串传入任意参
数。此项可选。

片段标识符
使用片段标识符通常可标记出已获取资源中的子资源(文档内的
某个位置)。但在 RFC 中并没有明确规定其使用方法。该项也为
可选项

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