下面分别针对在TCP/IP协议族中与HTTP密不可分的3个协议(IP,TCP,DNS)进行说明。
负责传输的IP协议
按层次分,IP(Internet Protocol)网际协议位于网络层。Internet Protocol这个名称可能听起来有点夸装,但是事实正是如此,因为几乎所有使用网络的系统都会用到IP协议。TCP/IP协议族中的IP指的是网络协议,协议名称中占据了一半位置,可见其重要性。
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。
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。
使用ARP协议凭借MAC地址进行通信
IP间的通信依赖MAC地址。在网络上,通信的双方在同一个局域网内的情况是很少的,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。ARP协议是一种用以解析地址的协议,根据通行方的IP地址就可以反查出对应的MAC地址。
没有人能够全面掌控互联网中的传输状况
在到达通信目标签的中转过程中,那些计算机和路由器等网络设备只能获悉很粗略的传输路线。
这种机制称为路由选择,有点像快递公司的送货过程。想要寄快递的人,只要将自己的货物送到集散中心,就知道快递公司是否坑收件发件,该快递公司的集散中心检查货物的送达地址,明确下站该送往哪个区域的集散中心。接着,那个区域的集散中心自会判断是否能送到对方的家中。通过这个比喻说明,无论哪一台计算机,哪台网络设备,它们都无法全面掌握互联网中的细节。
确保可靠性的TCP协议
按层次分,TCP位于传输层,提供可靠的字节流服务。
所谓的字节流服务是指,为了方便传输将大块数据分割成以报文段为单位的数据包进行管理。
可靠的传输服务是指,能够把数据准确可靠地传给对方。一言以蔽之TCP协议为了更容易传送大数据才把数据分割,而且TCP协议能够确认数据最终是否送达到对方。
确保数据能到达目标
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策略。用TCP协议把数据包送出去后,TCP不会对传送的情况置之不理,它一定会向对方确认是否成功送达。握手过程中使用了CP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。
除了上述的三次握手,TCP协议还有其他各种手段来保证通信的可靠性。
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。
计算机既可以被赋予IP地址,也可以被赋予主机名和域名。
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。因为与IP地址的一组数字相比,用字母配合数字的表示形式来指定计算机名更符合人类的记忆习惯。
但要让计算机去理解名称,相对而言就变得困难了。因为计算机更擅长处理一长串数字。
为了解决上述问题,DNS服务应运而生。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。