HTTP&TCP/IP协议栈

日常使用 HTTP

当我们在网页浏览器(Web browser)的地址栏中输入 URL 时，Web 页面是如何呈现的呢？

在浏览器地址栏内输入 URL 时，信息会送往服务器，然后从服务器那里得到答复，内容就显示在了 Web 页面上了。

像这种通过发送请求获取服务器资源的 Web 浏览器等，都可称为客户端(client)。

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。

基础 TCP / IP

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。

把与互联网相关联的协议集合起来总称为 TCP/IP。

分层管理

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

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

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

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。

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)。硬件上的范畴均在数据链路层的作用范围之内。

数据传输

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。

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）。

IP TCP DNS

负责传输的 IP 协议

IP（Internet Protocol）网际协议位于网络层。

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

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。

使用 ARP 协议凭借 MAC 地址进行通信。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。

确保可靠性的 TCP 协议

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。

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）。

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。

负责域名解析的 DNS 服务

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。

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。

URI 和 URL

统一资源标识符URI

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。

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。也可使用 data: 或 javascript: 这类指定数据或脚本程序的方案名。

• 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。

• 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。

• 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。

• 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）。