《图解HTTP》(一)-了解Web及网络基础

1.1 使用 HTTP 协议访问 Web

         根据 Web 浏览器地址栏中指定的URL,Web 浏览器从 Web 服务器端获取文件资源(resource)等信息,从而显示出 Web 页面。

       Web 使用一种名为 HTTP(HyperText Transfer Protocol,超文本传输协议 1)的协议作为规范,完成从客户端到服务器端等一系列运作流程。而协议是指规则的约定。可以说,Web 是建立在 HTTP 协议上通信的。

1.2 HTTP 的诞生

   1.2.1 为知识共享而规划 Web

             1989 年 3 月,互联网还只属于少数人。在这一互联网的黎明期,HTTP 诞生了。

   1.2.2 Web 成长时代

             1990 年 11 月,CERN 成功研发了世界上第一台 Web 服务器和 Web 浏览器。

   1.2.3 驻足不前的 HTTP

    HTTP/0.9
             HTTP 于 1990 年问世。那时的 HTTP 并没有作为正式的标准被建立。
             现在的 HTTP 其实含有 HTTP1.0 之前版本的意思,因此被称为HTTP/0.9

    HTTP/1.0
             HTTP 正式作为标准被公布是在 1996 年的 5 月,版本被命名为
             HTTP/1.0,并记载于 RFC1945。虽说是初期标准,但该协议标准至今仍被广泛使用在服务器端

   HTTP/1.1

            1997 年 1 月公布的 HTTP/1.1 是目前主流的 HTTP 协议版本。当初的标准是 RFC2068,之后发布的修订版 RFC2616 就是当前的最新版本。

1.3 网络基础 TCP/IP

   1.3.1 TCP/IP 协议族

      计算机与网络设备要相互通信,双方就必须基于相同的方法。比如,如何探测到通信目标、由哪一边先发起通信、使用哪种语言进行通信、怎样结束通信等规则都需要事先确定。不同的硬件、操作系统之间的通信,所有的这一切都需要一种规则。而我们就把这种规则称为协议(protocol)。

   1.3.2 TCP/IP 的分层管理

     TCP/IP 协议族里重要的一点就是分层。TCP/IP 协议族按层次分别分为以下 4 层:应用层、传输层、网络层和数据链路层。

     TCP/IP 协议族各层的作用如下。
     1、应用层
     应用层决定了向用户提供应用服务时通信的活动。

     TCP/IP 协议族内预存了各类通用的应用服务。比如,FTP(FileTransfer 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。

    2、传输层
    传输层对上层应用层,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 ControlProtocol,传输控制协议)和 UDP(User Data Protocol,用户数据报协议)。

    3、网络层(又名网络互连层)
     网络层用来处理在网络上流动的数据包。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路径(所谓的传输路线)到达对方计算机,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。

    4、链路层(又名数据链路层,网络接口层)
    用来处理连接网络的硬件部分。包括控制操作系统、硬件的设备驱动、NIC(Network Interface Card,网络适配器,即网卡),及光纤等物理可见部分(还包括连接器等一切传输媒介)。硬件上的范畴均在链路层的作用范围之内。

  1.3.3 TCP/IP 通信传输流

1.4 与 HTTP 关系密切的协议 : IP、TCP 和DNS

     1.4.1 负责传输的 IP 协议

       按层次分,IP(Internet Protocol)网际协议位于网络层。InternetProtocol 这个名称可能听起来有点夸张,但事实正是如此,因为几乎所有使用网络的系统都会用到 IP 协议。TCP/IP 协议族中的 IP 指的就是网际协议,协议名称中占据了一半位置,其重要性可见一斑。可能有人会把“IP”和“IP 地址”搞混,“IP”其实是一种协议的名称。

       IP 协议的作用是把各种数据包传送给对方。而要保证确实传送到对方那里,则需要满足各类条件。其中两个重要的条件是 IP 地址和 MAC地址(Media Access Control Address)。

       IP 地址指明了节点被分配到的地址,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地址基本上不会更改。

使用 ARP 协议凭借 MAC 地址进行通信

       IP 间的通信依赖 MAC 地址。在网络上,通信的双方在同一局域网(LAN)内的情况是很少的,通常是经过多台计算机和网络设备中转才能连接到对方。而在进行中转时,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(AddressResolution Protocol)。ARP 是一种用以解析地址的的协议,根据通信方的 IP 地址就可以反查出对应的 MAC 地址。

     1.4.2 确保可靠性的 TCP 协议

       按层次分,TCP 位于传输层,提供可靠的字节流服务。

       所谓的字节流服务(Byte Stream Service)是指,为了方便传输,将大块数据分割成以报文段(segment)为单位的数据包进行管理。而可靠的传输服务是指,能够把数据准确可靠地传给对方。一言以蔽之,TCP 协议为了更容易传送大数据才把数据分割,而且 TCP 协议能够确认数据最终是否送达到对方。

       为了准确无误地将数据送达目标处,TCP 协议采用了三次握手(three-way handshaking)策略。用 TCP 协议把数据包送出去后,TCP不会对传送后的情况置之不理,它一定会向对方确认是否成功送达。握手过程中使用了 TCP 的标志(flag) —— 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。接收端收到后,回传一个带有 SYN/ACK 标志的数据包以示传达确认信息。最后,发送端再回传一个带 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 协议会再次以相同的顺序发送相同的数据包。

       除了上述三次握手,TCP 协议还有其他各种手段来保证通信的可靠性。

1.5 负责域名解析的 DNS

        DNS(Domain Name System)服务是和 HTTP 协议一样位于应用层的协议。它提供域名到 IP 地址之间的解析服务。

        计算机既可以被赋予 IP 地址,也可以被赋予主机名和域名。比如www.hackr.jp。

        用户通常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地址访问。因为与 IP 地址的一组纯数字相比,用字母配合数字的表示形式来指定计算机名更符合人类的记忆习惯。

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

1.6 各种协议与 HTTP 协议的关系

          客户端:1、我想访问http://www.baidu.com/index.jsp页面;

          客户端:2、快告诉我www.baidu.com的IP地址;

          DNS:      3、www.baidu.com对应的IP地址是201.211.415.161;

          HTTP:     4、 HTTP协议的职责,生成针对目标Web服务器的HTTP请求报文;

         TCP:        5、TCP协议的职责,为了方便通讯,将HTTP请求报文分割成报文段按序号分为多个报文段,把每个报文段可靠分传给对方;

          IP:           6、IP协议的职责搜索对方的地址,一边中转一边传送;

1.7 URI 和 URL

         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)。

     1.7.1 统一资源标识符(URI)

        URI 是 Uniform Resource Identifier 的缩写。分别对这 3 个单词进行了如下定义。
        Uniform
        规定统一的格式可方便处理多种不同类型的资源,而不用根据上下文环境来识别资源指定的访问方式。另外,加入新增的协议方案(如http: 或 ftp:)也更容易。

       Resource
       资源的定义是“可标识的任何东西”。除了文档文件、图像或服务(例如当天的天气预报)等能够区别于其他类型的,全都可作为资源。另外,资源不仅可以是单一的,也可以是多数的集合体。

       Identifier
       表示可标识的对象。也称为标识符。
       综上所述,URI 就是由某个协议方案表示的资源的定位标识符。协议方案是指访问资源所使用的协议类型名称。

      URI 用字符串标识某一互联网资源,而 URL表示资源的地点(互联网上所处的位置)。可见 URL是 URI 的子集。

    1.7.2 URI 格式

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

      绝对 URI 的格式:

       使用 http: 或 https: 等协议方案名获取访问资源时要指定协议类型。不区分字母大小写,最后附一个冒号(:)。

       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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