为了理解 HTTP,我们有必要事先了解一下 TCP/IP 协议族。通常使用的网络(包括互联网)是在 TCP/IP 协议族的基础上运作的。而 HTTP 属于它内部的一个子集。TCP/IP 是互联网相关的各类协议族的总称.
1.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。
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(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 Control Protocol,传输控制协议)和 UDP(User Data Protocol,用户数据报协议)。
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.
数据链路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。
2.TCP/IP 通信传输流
数据流利用 TCP/IP 协议族进行网络通信时,会通过分层顺序与对方进行通信。发送端从应用层往下走,接收端则往应用层往上走。我们用 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)把从应用层处收到的数据(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。这样一来,发往网络的通信请求就准备齐全了。接收端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,才能算真正接收到由客户端发送过来的 HTTP 请求。
数据封装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)。
3.IP、TCP 和 DNS
IP(Internet Protocol)网际协议位于网络层。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.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(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 位于传输层,提供可靠的字节流服务.将大块数据分割成以报文段(segment)为单位的数据包进行管理。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。
三次握手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。 IP 地址是一组纯数字,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。
各协议之间的关系4.URI 和 URL
URI 是 Uniform Resource Identifier 的缩写. 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。URL 正是使用 Web 浏览器等访问 Web 页面时需要输入的网页地址。
URI的格式协议方案: 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: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。
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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