概述
本文概述了web是建立在何种技术之上,已经HTTP协议是如何诞生并发展的。
使用HTTP协议访问Web
当在浏览器的地址栏内输入URL时之后,信息会被送往某处,然后从某处获得回复,内容会显示在Web页面上。
Web页面当然不能凭空显示出来。根据Web浏览器地址栏中指定的URL,Web浏览器从Web服务器端获取文件资源(resource)等信息,从而显示出Web页面。
像这种通过发送请求获取服务器资源的Web浏览器等,都可以称为客户端(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。
HTTP的诞生
为知识共享而规划Web
- 最初设想的基本理念是:借助多文档之间相互关联形成的超文本(HyperText),连成可相互参阅的WWW(World Wide Web,万维网)。
现在已提出了3项WWW构建技术,分别是:吧SGML(Standard Generalized Markup Language,标准通用标记语言)作为页面的文本标记语言的HTML(HyperText Markup Language,超文本标记语言);作为文档传递协议的HTTP;指定文档所在地址的URL(Uniform Resource Locator,统一资源定位符)。 - WWW这个名称,是Web浏览器当年用来 浏览超文本的客户端应用程序时的名称。现在则用来表示这一系列的集合,也可简称为Web。
HTTP版本
HTTP/1.1
1997年1月公布的HTTP/1.1是目前主流的HTTP协议版本。当初的标准是RFC2068,之后发布的修订版RFC2616就是当前的最新版本。、
- RFC2616 – Hypertext Transfer Protocol – HTTP/1.1
可见,作为Web文档传输协议的HTTP,它的版本几乎没有更新。新一代HTTP/2.0正在制定中,但要达到较高的使用率,仍需假以时日。 - 当年HTTP协议的出现主要是为了解决文本传输的难题。由于协议本身非常简单,于是在此基础上设想了很多应用方法并投入了实际使用。现在HTTP协议已经超出了Web这个框架的局限,被运用到各种场景里。
网络基础TCP/IP
- 为了理解HTTP,我们有必要事先了解一下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。
TCP/IP的分层
- TCP/IP协议族里重要的一点就是分层。TCP/IP协议族按层次分别为以下4层:应用层、传输层、网络层和数据链路层。
- 把TCP/IP层次化是有好处的。比如,如果互联网只由一个协议统筹,某个地方需要改变设计时,就必须把所有部分整体替换掉。而分层之后只需要把变动的层替换掉即可。把各层直接的接口部分规划好之后,每个层次内部的设计就能够自由改的了。
- 值得一提的是,层次化之后,设计也变得相对简单了。处于应用层上的应用可以只考虑分派给自己的任务,而不需要弄清对方在地球上哪个地方、对方的传输路线是怎样的、是否能确保传输送达等问题。
TCP/IP协议族各层作用如下:
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)服务就是其中的两类。
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。
在传输层有两个性子不同的协议: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(又名网络互连层)
网络层用来处理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,并把数据表传送给对方。
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(又名数据链路层,网络接口层)
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。
TCP/IP通信传输流
与HTTP关系密切的协议:IP、TCP、DNS
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的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。
- 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哪里,则需要满足各类条件。其中两个重要条件是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地址则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地址可以变换,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。
没有人能够全面掌握互联网中的传输状况
- 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(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能否送到对方的家中。
- 我们是想通过这个比喻说明,无论哪台计算机、哪台网络设备,它们都无法全面掌握互联网的细节。
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(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的传给对方。
总之,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
可以参考另外两篇博文:
https://blog.csdn.net/tianzhonghaoqing/article/details/119974489
和
https://blog.csdn.net/tianzhonghaoqing/article/details/120006740
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地址直接的解析服务。
计算机即可以被赋予IP地址,也可以被赋予主机名和域名。比如www.hackr.jp。 - 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地址的一组纯数字相比,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服务应用而生。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。
各种协议与HTTP协议的关系
学习了和HTTP协议密不可分的TCP/IP协议族中各种协议后,我们再通过下图来了解下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。
URI和URL
URI是Uniform Resource Identifier的缩写。
URI用字符串表示某一互联网资源,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。
URI格式
表示指定的URI,要使用涵盖全部必要信息的绝对URI、绝对URL以及相对URL。相对URL,是指从浏览器中基本URI处指定的URL,形如 /image/logo.gif。
让我们先来了解一下绝对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。不区分字母大小写,最后附一个冒号(:)。
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。
服务器地址
使用绝对URL必须指定待访问的服务器地址。地址可以使类似hackr.jp这种DNS可解析的名称,或是192.168.1.1这类IPv4地址名,还可以是[0:0:0:0:0:0:0:1]这样用括号括起来的IPv6地址名。
服务器端口号
指定服务器连接的网络端口号。此项也是可选项,如用户省略则自动使用默认端口号80。
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。这与UNIX系统的文件目录结构相似。
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。此项可选。
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)。但在RFC中并没有明确规定其使用方法。该项也为可选项。
参考
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