《网络是怎样连接的》读书笔记一

最近面试嵌入式软件工程师，hr都会问到网络编程这一块，特别是对TCP/IP协议 、TCP三次握手、四次挥手、UDP和TCP的区别，HTTP的传输过程，HTTP中get和post的区别，HTTPS的加密方式，Linux下TCP的创建、接受等等，由于网络知识这一块博主很薄弱，所以吃了大亏，这几日决定好好恶补一下网络知识，看看网络编程的书，做下笔记。

《网络是怎样连接的》读书笔记一

问：我们平时是如何上网的呢？

首先，我们在浏览器上输入网址，浏览器会根据网址的含义生成请求消息，在请求消息生成以后，浏览器会委托操作系统向web服务器发送请求

1.1网址

常用的有几种URL（网址），http：访问web服务器  、ftp：访问ftp服务器

 

web浏览器解析完URL后，就知道访问的目标在哪里了，接下来，web浏览器会使用HTTP协议来访问web服务器

 

1.2HTTP协议

HTTP协议定义了客户端和服务器之间交互的消息内容和步骤

HTTP过程：客户端向服务器发送请求消息，该消息包括URI和方法，URI表示存放网页数据的文件名，方法表示让web服务器完成怎样的工作。web服务器收到请求消息后，通过URI和方法完成自己的工作，然后将结果存放在响应消息中并发送回客户端，相应消息的开头有一个状态码，表示操作的执行结果是成功还是失败。客户端收到后，浏览器会从消息中读出所需的数据并显示在屏幕上

1.2.1  HTTP常用的两种方法

表1-1列出的方法中，最常用的一个就是GET方法了。一般当我们访问web服务器获取网页数据时，使用的就是GET方法。所谓一般的访问过程大概就是这样的:首先，在请求消息中写上GET方法，然后在URI中写上存放网页数据的文件名“dir/file.html”，这就表示我们需要获取dir/file.html文件中的数据。当web服务器收到消息后，会打开dir/file.html文件并读取出里面的数据，然后将读出的数据存放到响应消息中，并返回给客户端。最后，客户端浏览器会收到这些数据并显示在屏幕上。

还有一个经常使用的方法就是POST 。我们在表单中填写数据并将其发送给web服务器时就会使用这个方法。当我们在网上商城填写收货地址和姓名，或者是在网上填写问卷时，都会遇到带有输入框的网页，而这些可以输入信息的部分就是表单。使用POST方法时，URI会指向web服务器中运行的一个应用程序2'的文件名，典型的例子包括"index.cgi"Indexphp等。然后，在请求消息中，除了方法和U心之外，还要加上传递给应用程序和脚本的数据。这里的数据也就是用户在输人框里填写的信息。当服务器收到消息后，web服务器会将请求消息中的数据发送给URI指定的应用程序。最后，web服务器从应用程序接收输出的结果，会将它存放到响应消息中并返回给客户端。

1.3 生成HTTP请求消息

回到浏览器中来，对URL解析后，确定了web服务器和文件名，接下来根据这些生成请求消息

1.4  发送请求后会收到响应

响应消息的格式和请求消息基本是相同的，差别只在于第一行上，在响应消息中，第一行的内容为状态码和响应短语，用来表示请求执行的结果是成功还是出错，状态码和响应短语表示的内容相同，但他们的用途不同，状态码是一个数字，它主要用来向程序告知执行的结果，相对地，响应短语则是一段文字，用来向人们告知执行的结果。

返回响应消息后，浏览器会将数据提取出来显示在屏幕上，如果网页的内容有图片的话，也将图片的文件名写进URI生成请求消息，由于每条请求消息只能写一个URI，所以每次只能获取一个文件，如果有3张图片，那么获取网页加上获取图片，一共要向web服务器发送4个请求消息，总结起来就是：1 条请求消息中只能写1个URI。如果需要获取多个文件，必须对每个文件单独发送1条请求。

 

1.5 向DNS服务器查询web服务器的IP地址

尽管浏览器能够解析URL生成请求消息，但它本身不具备将消息发送到网络中的功能，所以，需要委托操作系统来实现。在委托之前，还需要先查询web服务器的IP地址，这样操作系统才知道要发送的地址在哪里。

关于IP地址的划分在此就不再解释。

注意：主机号部分的比特全部为0 或者全部为1 时代表两种特殊的含义。主机号部分全部为0 代表整个子网而不是子网中的某台设备。此外，主机号部分全部为1代表向子网上所有设备发送包，即广播。

什么是DNS呢？

我们要发送请求消息前，必须知道web服务器的IP地址，有的小伙伴会说，为什么不直接用域名作为它的地址呢，想想，IP地址4个字节，域名至少也要几十到几百个字节，这增加了路由器的负担，传送数据也会花费更大的时间对吧。所以我们现在使用的方案是人来使用域名，路由器使用IP地址，为了填补两者之间的障碍，需要一个机制，能通过域名查询IP地址或通过IP地址查询域名，这个机制就叫做DNS域名解析服务。

我们的计算机上一定有相应的DNS客户端，简称DNS解析器，解析器实际上是一段程序，它包含在操作系统的socket库中。Socket 库是用于调用网络功能的程序组件集合。调用解析器后，解析器会向DNS 服务器发送查询消息，然后DNS 服务器会返回响应消息。响应消息中包含查询到的IP 地址，解析器会取出IP地址，并将其写入浏览器指定的内存地址中接下来，浏览器在向Web 服务器发送消息时，只要从该内存地址取出IP 地址，并将它与HTTP 请求消息一起交给操作系统就可以了。总结：根据域名查询IP 地址时，浏览器会使用Socket 库中的解析器。

今天弄懂了HTTP协议的交互过程，以及DNS的基本原理，下节将继续学习DNS的工作过程以及如何委托协议栈发送消息

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