图解HTTP学习笔记(一):网络基础

2018-01-08  本文已影响0人  码字仓颉

计算机与网络设备要相互通信,双方就必须基于相同的方法。比如,如何探测到通信目标、由哪一边先发起通信、使用哪种语言进行通信、怎样结束通信等规则都需要事先确定。不同的硬件、操作系统之间的通信,所有的这一切都需要一种规则。而我们就把这种规则称为协议(Protocol)。

1. TCP/IP 协议族

2. TCP/IP 的分层管理

TCP/IP 协议族里重要的一点就是分层。TCP/IP 协议族按层次分别分为以下 4 层:

3. TCP/IP 通信传输流

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  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。

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4. 与 HTTP 关系密切的协议 : IP、TCP 和 DNS

4.1 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张,但事实正是如此,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指的就是网际协议,协议名称中占据了一半位置,其重要性可见一斑。可能 有人会把“IP”和“IP 地址”搞混,“IP”是协议的名称。
  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,但 MAC 地址基本不会。
  IP 间的通信依赖MAC地址。在网络上,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。
  在到达通信目标前的中转过程中,那些计算机和路由器等网设备只能获悉很粗略的传输路线。这种机制称为路由选择(routing),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,就可以知道快递公司是否肯收件发货,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。
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4.2 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。
  字节流服务: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:TCP 协议能够确认数据最终是否送达到对方。
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。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。
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除了上述三次握手,TCP 协议还有其他各种手段来保证通信的可靠性

4.3 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。
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5. 各种协议与 HTTP 协议的关系

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6. URI 和 URL

6.1 统一资源标识符 URI

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6.2 URI 格式

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参考:

  1. Mozilla中统一资源标识符的语法
  2. URL和URI的区别
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