当我们在浏览器中输入链接https://www.baidu.com/
时, 就会百度的首页展示到浏览器页面中, Web浏览器中的内容不是凭空而来的, 它是通过在浏览器地址栏的URL向服务器获取到数据以后, 将数据展示到界面上.
Web浏览器称为客户端, 而服务器则称为服务端, 客户端和服务端之间的通信需要建立在一定的规则基础上, 才能进行通信, Web采用HTTP的协议规范进行传输, 完成从客户端发送请求, 到服务端响应数据的一系列流程.
HTTP(HyperText Transfer Protocol) 通常被译为超文本传输协议.
TCP/IP协议族
我们使用的网络是在TCP/IP协议族的基础上运作的, 而HTTP协议指数属于它的一个子集, TCP/IP协议是互联网相关的各类协议族的总称.
TCP/IP协议族中最重要的一点是分层管理, 按照层次划分为:应用层, 传输层, 网络层, 数据链路层.
- 应用层:决定了向用户提供应用服务时的通信活动, HTTP协议位于应用层.
- 传输层:上层为应用层, 提供处于网络连接中的两台计算机之间的数据传输, TCP和UPD协议位于传输层.
- 网络层:用来处理在网络中流动的数据包, 数据包是网络传输的最小单位, 该层规定了通过怎样的路径(所谓的传输线路)到达对方计算机, 并把数据包传送给对方.
- 链路层(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(网卡),以及光纤等物理可见设备。硬件上的范畴均在链路层的作用范围之内.
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在发送端应用层发送一个HTTP请求, 为了传输方便, 在传输层使用TCP协议将从应用层接收到的HTTP请求报文进行分割, 并在各个报文上打上标记序号以及端口号后(IP数据包)转发给网络层, 在网络层使用IP协议增加作为通信目的地的MAC地址后转发给链路层(网络之间的通信其实是MAC地址之间的通信), 此时发往网络的通信请求已经准备完毕. 接收端在链路层接收到数据以后, 按照层级向上传输, 一直到应用层.
IP协议
IP(Internet Protocol)协议位于网络层, IP协议的作用是将各种数据包传递给对方, 但是要传输到哪里,就需要指定IP和MAC(Media Access Control Address)地址.
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和MAC配对使用, IP可更改, MAC基本不会变.
IP间的通信以来MAC地址, 我们再Web浏览器中访问百度官网时, 经过了无数个网络设备进行中转才能访问到. 而在进行中转时, 会利用ARP(Address Resolution Protocol)协议搜索以一个中转目标.
ARP是一种地址解析协议, 根据IP地址可以反查出对应的MAC地址.
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确保安全的TCP协议
TCP协议位于传输层, 提供可靠的字节流传输, 字节流服务是指为了传输方便,将大块数据分割成报文段(segment)为单位的数据包进行管理, TCP协议为了更容易传送大数据才把数据分割,而且可以确保数据送达.
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TCP协议为了确保数据安全送达目标出, 采用了三次握手策略, TCP将数据包发送出去以后不会置之不理, 一定会确认数据是否成功送达.
客户端发送一个带有SYN标志的数据包给服务端, 在服务端接收到数据以后, 回传一个带有SYN/ACK标志的数据包以传达确认信息, 最后客户端回传一个带有ACK标志的数据包, 表示握手结束.
DNS域名解析
DNS位于应用层的协议, 提供域名和IP地址之间的解析服务.
用户通过域名来访问服务器, 而不是通过IP地址来访问, 例如百度的域名为https://www.baidu.com/
, 而其IP地址为119.75.217.109
, 相比纯数字而言, 字母配合数字的表示形式更好记.
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请求过程
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