首言:
HTTP协议(HyperText Transfer Protocol):超文本转移协议(超文本传输协议的说法并不严谨)。
为了理解HTTP,有必要说一下,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。
协议中存在各式各样的内容。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。像这样把与互联网相关联的协议集合起来总称为 TCP/IP。也有说法认为,TCP/IP 是指 TCP 和 IP 这两种协议。
还有一种说法认为,TCP/IP 是在 IP 协议的通信过程中,使用到的协议族的统称。
第一节:TCP/IP的分层管理
TCP/IP协议族里重要的一点就是分层管理,分为以下4层:应用层、传输层、网络层、数据链路层;
各个分层的作用如下:
应用层:
应用层决定了向用户提供应用服务时的通信活动。
TCP/IP 协议族内预存了各类通用的应用服务。比如,FTP(FileTransfer 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(网络互连层):
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。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。
链路层(数据链路层、网络接口层):
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。
第二节:TCP/IP的通信传输流
解释:
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。
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)。
第三节:与HTTP协议密不可分的TCP/IP协议和DNS协议
第三节第一段:负责传输的IP协议:
IP协议(Internet Protocol)属于网络层(不要不IP协议和IP地址搞混,IP协议是一种协议的名称)。IP协议的作用:就是把各种数据包传送给对方,而要确保能够传送给对方,需要满足各类条件。其中重要的两个条件就是IP地址和MAC地址;
IP地址:指明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地址可换,但MAC地址基本上不会改。
第三节第二段: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(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。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(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(acknowledg)。
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。
第三节第三段:负责域名解析的DNS服务
DNS(Domain Name System)协议位于应用层。
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.baidu.com 。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。
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。
为了解决上述的问题,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。
第四节:各种协议与 HTTP 协议的关系
了解下 IP 协议、TCP 协议和 DNS 服务在使用HTTP 协议的通信过程中各自发挥了哪些作用。
内容选自《图解HTTP》一书。