【HTTP图解】1-了解Web及网络图解

了解HTTP协议访问Web
HTTP的诞生
诞生
成长
HTTP
网络基础TCP/IP
TCP/IP协议族
TCP/IP的分层管理
TCP/IP通信传输流
与HTTP关系密切的协议
IP协议
TCP协议
负责域名解析的DNS服务
各种协议与HTTP协议的关系
URI和URL
URI格式

TOC

了解HTTP协议访问Web

Web使用一种名为HTTP(HyperText Transfer Protocol，超文本传输协议)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。

HTTP的诞生

诞生

• 诞生原因：共享知识
• 基本理念：借助超文本，连成WWW(World Wide Web，万维网)
• 构建技术：HTML、HTTP、URL(Uniform Resource Locator，统一资源定位符)

成长

• 1990.11——CERN成功研发了世界上第一台Web服务器和Web浏览器
• 1994.12——网景发布Netscape Navigator 1.0
• 1995——微软发布Internet Explorer 1.0 和2.0
• 紧随其后，Web服务器标准之一的Apache以0.2的姿态出现，HTML也发布了2.0版本
• 2004——Mozilla基金会发布了Firefox浏览器

HTTP

• 0.9——1990年问世，并没有称为正式的标准被建立，含有1.0之前版本的意思
• 1.0——1996年5月，初期标准，仍在使用
• 1.1——1997年1月，目前主流
• 2.0——2015年5月以RFC 7540正式发表，2015年底多数主流浏览器支持了该协议。

作为Web文档传输协议的HTTP，版本更新的次数非常少。

网络基础TCP/IP

为了理解HTTP，需要先了解TCP/IP协议族。

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。这种通信规则称为协议(protocol)。

协议中存在各种各样的内容，从电缆的规格到IP地址的选定方法、寻找异地用户的方法、双方建立通信的顺序，以及Web页面显示需要处理的步骤，等等。

一般来说，TCP/IP是协议族的统称。

TCP/IP的分层管理

• 应用层：决定了向用户提供应用服务时通信的活动，FTP、DNS、HTTP等
• 传输层：对上层应用层提供数据传输，TCP、UDP
• 网络层：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到达对方计算机，并把数据包传送到对方。作用就是在众多的选项内选择一条传输路线。
• 数据链路层(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、及光纤等物理可见部分。硬件上的范畴均在链路层的作用范围之内。

分层的好处：设计好各层之间的接口，每个层次内部的设计就能够自由改动了，便于维护。

分成七层还是四层还是五层？

参看：https://zhuanlan.zhihu.com/p/73807507

TCP/IP通信传输流

用HTTP举例来说明，首先作为发送端的客户端在应用层(HTTP协议)发出一个想看某个Web页面的HTTP请求。

接着，为了传输方便，在传输层(TCP协议)把从应用层收到的数据(HTTP请求报文)进行分割，并在各个报文上打上标记符号及端口号(HTTP请求报文)进行分割，并在各个报文上打上标记序号及端口号后转发给网络层。

在网络层(IP协议)，增加作为通信目的地的MAC地址后转发给链路层。

在接收的服务器在链路层接收到数据，按序往上层发送，一直到应用层。当传输到应用层，才算真正接收到客户端发送过来的HTTP请求。

发送端在层与层之间传输数据时，每经过一层时必定会被打上一个该层所属的首部信息。反之，接收端在层与层传输数据时，每经过一层时会把对应的首部消去。这种把数据信息包装起来的做法称为封装(encapsulate)。

与HTTP关系密切的协议

IP协议

Internet Protocol 网际协议位于网络层。几乎所有使用网络的系统都会使用IP协议，非常重要。

IP的作用：把各种数据包传送给对方。确保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地址可换，但MAC地址基本不会更改。

IP间的通信依赖MAC地址，在网络上，通信的双方通常是经过多台计算机和网络设备中专才能连接对方。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(Address Resolution Protocol)。ARP是一种用以解析地址的协议，根据通信方的IP地址就可以反查出对应的MAC地址。

TCP协议

Transmission Control Protocol 位于传输层，提供可靠的字节流服务。

• 字节流服务：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。
• 可靠的传输服务：能够把数据准确可靠地传给对方。

为了准确无误地将数据传送到目标处，TCP协议采用了三次握手(three-way handshaking)策略。握手过程中使用了TCP的标志——SYN(synchronize)和ACK(acknowledgement)。

wrieshark抓包演示

为什么采用三次握手？而不是两次握手或者四次握手？

TCP既要保证数据可靠性传输，又要提高传输的效率，而三次恰恰可以满足以上两方面的需求。

比如说A和B进行TCP连接，保证建立连接成功的条件是：

• A 知道自己能够给 B 发数据
• B 知道自己能够给 A 发数据

A 怎么知道自己成功将数据发送到 B 了呢？A 通过比较A.Seq是否和接收到的B.Ack相差 1.

两次握手，服务端不能确定服务端是否能向客户端发送数据

四次握手，能满足需求，但是比三次握手浪费带宽。

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。

各种协议与HTTP协议的关系

URI和URL

URI: Uniform Resource Identifier 统一资源标识符

URL: Uniform Resource Locator 统一资源定位符

• Uniform：规定统一的格式可方便处理多种不同类型资源，而不用根据上下文环境来识别资源指定的访问方式(用人话说就是：不管什么类型的资源，不管在哪里，通过URI我就能确定资源的位置，并且访问它）
• Resource：资源的定义是“可标识的任何东西”
• Identifier：标识符

综上所述，URI就是某种协议方案(协议类型名称)表示的资源的定位标识符。

采用HTTP协议时，协议方案就是http，除此之外，协议方案还有ftp、mailto、telnet、file等。

怎么分辨URI和URL？

URI侧重于是什么，URL侧重于怎么访问。

通过一个例子解释：

https://www.cnblogs.com/realzhaijiayu/p/13359997.html

这是一个URL，同时也是一个URI。

为什么是一个URL？因为可以通过 https 协议访问到该 html 资源

为什么是一个URI？因为上面这个字符串表示它是博客园里面的一个 html 资源。

如果现在将https://去掉，这就不是一个URL了，因为没有指明使用的协议，而它还是一个URI，因为它还是一个 html 资源了。

一般情况下，可以理解为所有的URL都是URI，但并不是所有的URI都是URL。

注意：如果将https://去掉，在浏览器中仍然可以访问，这是因为浏览器帮助我们自动补全了前面的协议。

更多资料：https://stackoverflow.com/questions/176264/what-is-the-difference-between-a-uri-a-url-and-a-urn

URI格式

绝对URI：含有所有必要的信息

相对URI：只提供相对路径

• 登录信息：验证身份，可选
• 服务器地址：待访问的服务器地址
• 服务器端口号：SOCKS默认1080、HTTP默认80、HTTPS默认443（访问https://www.baidu.com:443会自动跳转到该网站，去掉端口号的显示）
• 带层次的文件路径：与 UNIX 系统的文件目录结构相似
• 查询字符串：可选
• 片段标识符：可选