HCIIA——28HTTP、万维网、HTML；万维网的工作过程；HTTP 的特点——无连接-TCP、无状态-Cookie、非持久连接-非流水线和流水线；HTTP 的报文结构

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学习目标：

计算机网络
1.掌握计算机网络的基本概念、基本原理和基本方法。
2.掌握计算机网络的体系结构和典型网络协议，了解典型网络设备的组成和特点，理解典型网络设备的工作原理。
3.能够运用计算机网络的基本概念、基本原理和基本方法进行网络系统的分析、设计和应用。
（一）计算机网络概述
计算机网络的概念、组成——功能组成上（资源子网、通信子网）与功能（主要是数据通信、资源共享）；计算机网络的分类计算机网络的性能指标——重要的是带宽、速率、吞吐量、RTT
（二）计算机网络体系结构与参考模型计算机网络分层结构；计算机网络协议、接口、服务的概念ISO/OSI参考模型和TCP/IP模型
主要介绍计算机网络体系结构的基本概念，读者可以在理解的基础上适当地记忆。重点掌握网络的分层结构（包括5层和7层结构），尤其是ISO/OSI参考模型各层的功能及相关协议、接口和服务等概念。掌握有关网络的各种性能指标，特别是时延、带宽、速率和吞吐量等的计算
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【内容】
（一）网络应用模型
客户/服务器模型；P2P 模型、C/S、peer
（二）域名系统（DNS）层次域名空间；域名服务器；域名解析的原理
（三）文件传输协议（FTP）FTP 的工作原理,功能；控制连接与数据连接、TFTP
（四）电子邮件（E-mail）电子邮件系统的组成结构；电子邮件格式与 MIME；SMTP 与 POP3——E-mall、MIME；POP3、IMAP
（五）万维网（wWW）WWW 的概念与组成结构；HTTP
【提示】
本章内容既可以以选择题的形式考查，也可以结合其他章节的内容出综合题。所以牢固掌握本章的几个典型应用层协议是关键。我们生活中的很多网络应用都是建立在这些协议的基础上的，因此在学习时要注意联系实际，提高学习的兴趣，才会获得更好的效果。
【内容】
（一）传输层提供的服务
传输层的功能；传输层寻址与端口；无连接服务和面向连接服务
（二）UDP UDP 数据报；UDP 校验
（三）TCP TCP 段；TCP 连接管理；TCP 可靠传输；TCP 流量控制与拥塞控制
【提示】
传输层是整个网络体系结构中的关键层次。要求掌握传输层在计算机网络中的地位、功能、工作方式及原理等，掌握UDP及TCP（如首部格式、可靠传输、流量控制、拥塞控制、连接管理等）。其中，TCP报文分析、流量控制与拥塞控制机制，出选择题、综合题的概率均较大，因此要将其工作原理透彻掌握，以便能在具体的题目中灵活运用。
【内容】
（一）网络层的功能
异构网络互联；路由与转发；拥塞控制
（二）路由算法（三）IPv4静态路由与动态路由；距离-向量路由算法；链路状态路由算法；层次路由IPv4 分组；IPv4 地址与 NAT；子网划分与子网掩码、CIDR、路由聚合、ARP、DHCP与 ICMP
（四）IPv6
IPv6的主要特点；IPv6 地址
（五）路由协议
自治系统；域内路由与域间路由；RIP 路由协议；OSPF 路由协议；BGP 路由协议（六）IP 组播
组播的概念；IP 组播地址
（七）移动 IP移动 IP 的概念；移动IP 通信过程
（八）网络层设备
路由器的组成和功能；路由表与路由转发
【提示】
本章是历年考查的重中之重，尤其是结合第3章、第5章、第6章出综合题的概率很大。其中IPv4以及路由的相关知识点是核心，历年真题都有涉及，因此必须牢固掌握其原理，也要多做题，以便灵活应用。本章的其他知识点，如 IP 组播、移动 IP、IPv6 也要有所了解。
【内容】
（一）数据链路层的功能
（二）组帧
（三）差错控制
检错编码；纠错编码
（四）流量控制与可靠传输机制
流量控制、可靠传输与滑动窗口机制；停止-等待协议
后退N帧协议（GBN）；选择重传协议（SR）
（五）介质访问控制
1.信道划分
频分多路复用、时分多路复用、波分多路复用、码分多路复用的概念和基本原理
2.随机访问
ALOHA 协议；CSMA 协议；CSMA/CD 协议；CSMA/CA 协议
3.轮询访问：令牌传递协议
（六）局域网
局域网的基本概念与体系结构；以太网与 IEEE 802.3
IEEE 802.11；令牌环网的基本原理
（七）广域网
广域网的基本概念；PPP 协议；HDLC 协议
（八）数据链路层设备
网桥的概念及其基本原理；局域网交换机及其工作原理
【提示】
本章是历年考查的重点。要求在了解数据链路层基本概念和功能的基础上，重点掌握滑动窗口机制、三种可靠传输协议、各种MAC 协议、HDLC 协议和 PPP 协议，特别是CSMA/CD 协议和以太网帧格式，以及局域网的争用期和最小帧长的概念、二进制指数退避算法。此外，中继器、网卡、集线器、网桥和局域网交换机的原理及区别也要重点掌握。
【内容】
（一）通信基础
信道、信号、带宽、码元、波特、速率、信源与信宿等基本概念奈奎斯特定理与香农定理；编码与调制
电路交换、报文交换与分组交换；数据报与虚电路（二）传输介质
双绞线、同轴电缆、光纤与无线传输介质；物理层接口的特性（三）物理层设备
中继器；集线器
【提示】
物理层考虑的是怎样才能在连接各台计算机的传输媒体上传输数据比特流，而不是指具体的传输媒体。本章概念较多，易出选择题，且涉及一些通信原理，读者不太明白的地方可以参考一些相关书籍，通信部分的内容也并非考研重点。复习时应抓住重点，如奈奎斯特定理和香农定理的应用、编码与调制技术、数据交换方式，以及电路交换、报文交换与分组交换技术等。

学习内容：

HTTP、万维网、HTML
万维网的工作过程
HTTP 的特点——无连接-TCP、无状态-Cookie、非持久连接-非流水线和流水线
HTTP 的报文结构

1.万维网（WWW）

1） www的概念与组成结构

万维网（World Wide Web，www）是一个分布式、联机式的信息存储空间，在这个空间中：
一样有用的事物称为一样“资源”，并由一个全域“统一资源定位符”（URL）标识。这些资源通

过超文本传输协议（HTTP）传送给使用者，而后者通过单击链接来获取资源。

万维网使用链接的方法能非常方便地从因特网上的一个站点访问另一个站点（即“链接到另一个站点”），从而主动地按需获取丰富的信息。超文本标记语言（HyperText Markup Language，HTML）使得万维网页面的设计者可以很方便地用一个超链接从本页面的某处链接到因特网上的任何一个万维网页面，并能够在自己的计算机屏幕上显示这些页面。

万维网的内核部分是由三个标准构成的：
1）统一资源定位符（URL）。负责标识万维网上的各种文档，并使每个文档在整个万维网的范围内具有唯一的标识符 URL。
2）超文本传输协议（HTTP）。一个应用层协议，它使用TCP连接进行可靠的传输，HTTP是万维网客户程序和服务器程序之间交互所必须严格遵守的协议。
3）超文本标记语言（HTML）。一种文档结构的标记语言，它使用一些约定的标记对页面上的各种信息（包括文字、声音、图像、视频等）、格式进行描述。

URL是对可以从因特网上得到的资源的位置和访问方法的一种简洁表示。URL相当于一个文件名在网络范围的扩展。

URL 的一般形式是：<协议>：//<主机>：<端口>/<路径>。

<协议>指用什么协议来获取万维网文档，常见的协议有http、ftp等；<主机>是存放资源的主机在因特网中的域名或IP 地址；<端口>和<路径>有时可省略。在URL 中不区分大小写。

万维网以客户/服务器方式工作。浏览器是在用户主机上的万维网客户程序，而万维网文档所驻留的主机则运行服务器程序，这台主机称为万维网服务器。客户程序向服务器程序发出请求，服务器程序向客户程序送回客户所要的万维网文档。工作流程如下：

1）Web用户使用浏览器（指定URL）与Web服务器建立连接，并发送浏览请求。
2）Web服务器把URL转换为文件路径，并返回信息给Web浏览器。
3）通信完成，关闭连接。

万维网是无数个网络站点和网页的集合，它们在一起构成了因特网最主要的部分（因特网也包括电子邮件、Usenet 和新闻组）。

2. 超文本传输协议（HTTP）

HTTP定义了浏览器（万维网客户进程）怎样向万维网服务器请求万维网文档，以及服务器怎样把文档传送给浏览器。从层次的角度看，HTTP是面向事务的（Transaction-oriented）应用层

协议，它规定了在浏览器和服务器之间的请求和响应的格式与规则，是万维网上能够可靠地交换文件（包括文本、声音、图像等各种多媒体文件）的重要基础。

1.HTTP 的操作过程

从协议执行过程来说，浏览器要访问wwW 服务器时，首先要完成对 www 服务器的域名解析。一旦获得了服务器的IP地址，浏览器就通过TCP向服务器发送连接建立请求。万维网的大致工作过程每个万维网站点都有一个服务器进程，它不断地监听TCP的端口80（默认），当监听到连接请求后便与浏览器建立TCP连接。然后，浏览器就向服务器发送请求获取某个Web页面的HTTP请求。服务器收到请求后，将构建所请求Web页的必需信息，并通过HTTP响应返回给浏览器。
浏览器再将信息进行解释，然后将Web页显示给用户。最后，TCP连接释放。

在浏览器和服务器之间的请求与响应的交互，必须遵循规定的格式和规则，这些格式和规则就是HTTP。因此HTTP有两类报文：请求报文（从Web客户端向Web服务器发送服务请求）和响应报文（从Web服务器对Web客户端请求的回答）。

用户单击鼠标后所发生的事件按顺序如下（以访问清华大学的网站为例）：
1）浏览器分析链接指向页面的URL（http://www.tsinghua.edu.cn/chn/index.htm）。
2）浏览器向DNS请求解析www.tsinghua.edu.cn的IP地址。
3）域名系统DNS解析出清华大学服务器的IP地址。
4）浏览器与该服务器建立 TCP 连接（默认端口号为 80）。
5）浏览器发出HTTP请求：GET/chn/index.htm。
6）服务器通过HTTP响应把文件index.htm发送给浏览器。
7）释放 TCP 连接。
8）浏览器解释文件index.htm，并将Web页显示给用户。

2.HTTP 的特点——无连接-TCP、无状态-Cookie、非持久连接-非流水线和流水线

HTTP 使用 TCP 作为运输层协议，保证了数据的可靠传输。

HTTP 不必考虑数据在传输过程中被丢弃后又怎样被重传。但是，

HTTP本身是无连接的（务必注意）。

也就是说，虽然HTTP使用了TCP连接，但通信的双方在交换

HTTP报文之前不需要先建立HTTP连接。

HTTP 是无状态的。也就是说，同一个客户

第二次访问同一个服务器上的页面时，服务器的响应与第一次被访问时的相同。

因为服务器并不记得曾经访问过的这个客户，也不记得为该客户曾经服务过多少次。

HTTP 的无状态

特性简化了服务器的设计，使服务器更容易支持大量并发的 HTTP 请求。在实际应用中，通常使用Cookie加数据库的方式来跟踪用户的活动（如记录用户最近浏览的商品等），Cookie的工作原理：当用户浏览某个使用Cookie的网站时，该网站服务器就为用户产生一个唯一的识别码，如“123456”，接着在给用户的响应报文中添加一个Set-cookie的首部行“Set cookie：123456"，用户收到响应后，就在它管理的特定Cookie文件中添加这个服务器的主机名和Cookie识别码，当用户继续浏览这个网站时，会取出这个网站的识别码，并放入请求报文的Cookie首部行"Cookie：123456"，服务器根据请求报文中的Cookie识别码就能从数据库中查询到该用户的活动记录，进而执行一些个性化的工作，如根据用户的历史浏览记录向其推荐新产品等。

HTTP 既可以使用非持久连接，也可以使用持久连接（HTTP/1.1 支持）。

对于非持久连接，每个网页元素对象（如 JPEG 图形、Flash 等）的传输都需要单独建立一个TCP连接，（第三次握手的报文段中捎带了客户对万维网文档的请求）。也就是说，请求一个万维网文档所需的时间是该文档的传输时间（与文档大小成正比）加上两倍往返时间RTT
（一个RTT用于TCP连接，另一个RTT用于请求和接收文档）。每个对象引用都导致2×RTT的开销，此外每次建立新的 TCP 连接都要分配缓存和变量，使万维网服务器的负担很重。所谓持久连接，是指万维网服务器在发送响应后仍然保持这条连接，使同一个客户（浏览器）
和该服务器可以继续在这条连接上传送后续的 HTTP请求和响应报文，

持久连接又分为非流水线和流水线两种方式。、

对于非流水线方式，客户在收到前一个响应后才能发出下一个请求，服务器发送完一个对象后，其TCP连接就处于空闲状态，浪费了服务器资源。HTTP/1.1的默认方式是使用流水线的持久连接，这种情况下，客户每遇到一个对象引用就立即发出一个请求，因而客户可以逐个地连续发出对各个引用对象的请求。如果所有的请求和响应都是连续发送的，那么所有引用的对象共计经历1个RTT延迟，而不是像非流水线方式那样，每个引用都必须有1个RTT延迟。这种方式减少了TCP连接中的空闲时间，提高了效率。

详细这里：HCIA—— 16每日一讲：HTTP和HTTPS、无状态和cookie、持久连接和管线化、（初稿丢了，这是新稿，请宽恕我）

3.HTTP 的报文结构

HTTP 是面向文本的（Text-Oriented），因此报文中的每个字段都是一些 ASCII 码串，并且每个字段的长度都是不确定的。有两类 HTTP 报文：

请求报文：从客户向服务器发送的请求报文，
响应报文：从服务器到客户的回答，

HTTP请求报文和响应报文都由三个部分组成。这两种报文格式的区别就是开始行不同。

开始行：

用于区分是请求报文还是响应报文。在请求报文中的开始行称为请求行，而在响应报文中的开始行称为状态行。开始行的三个字段之间都以空格分隔，最后的"CR”和"LF”分别代表“回车”和“换行”。请求报文的“请求行”
有三个内容：方法、请求资源的 URL 及 HTTP 的版本。其中，“方法”是对所请求对象进行的操作，这些方法实际上也就是一些命令。表6.1给出了HTTP 请求报文中常用的几个方法。首部行：用来说明浏览器、服务器或报文主体的一些信息。首部可以有几行，但也可以不使用。

首部行：

用来说明浏览器、服务器或报文主体的一些信息。首部可以有几行，但也可以不使用。在每个首部行中都有首部字段名和它的值，每一行在结束的地方都要有“回车”和“换行”。整个首部行结束时，还有一空行将首部行和后面的实体主体分开。

实体主体：

在请求报文中一般不用这个字段，而在响应报文中也可能没有这个字段。
图6.15所示为使用Wireshark捕获的HTTP请求报文的示例，下面结合前几章的内容对请求报文（图中下部分）进行分析。

根据帧的结构定义，在图6.15所示的以太网数据帧中，第1~6个字节为目的MAC地址（默认网关地址），即 00-0f-e2-3f-27-3f；第 7~12 个字节为本机 MAC 地址，即 00-27-13-67-73-8d；第 13~14 个字节 08~00 为类型字段，表示上层使用的是IP 数据报协议。第 15~34 个字节（共20B）为IP数据报的首部，其中第27~30个字节为源IP 地址，即db-df-d2-70，转换成十进制为219.223.210.112；第31~34个字节为目的IP地址，即71-69-4e-0a，转换成十进制为113.105.78.10.
第35~54个字节（共20B）为TCP报文段的首部。

从第55个字节开始才是TCP数据部分（阴影部分），即从应用层传递下来的数据（本例中即请求报文），GET对应请求行的方法，/face/20.gif对应请求行的URL，HTTP/1.1对应请求行的版本，左边数字是对应字符的ASCII码，如'G'=0x47、'E'=0x45、'T'=0x54等。图6.15的请求报文中首部行字段内容的含义，建议读者自行了解，也可以自己动手抓包分析。

右下角开始的".？？..gs.E.%.@.@..0.pgi"等是上面介绍过的第1~54个字节中对应的ASCII 码字符，而这些字符在这里不代表任何意义。

SNMP，即简单网络管理协议，是一种应用层协议，用于网络设备的管理和监控。SNMP协议被设计用于网络设备之间的信息交换，如路由器、交换机、服务器等。通过使用SNMP协议，管理员可以收集设备信息，监控设备的状态，以及远程配置设备。

一、SNMP协议的组成

SNMP协议由三个主要组件组成：SNMP引擎、SNMP协议本身和SNMP应用。

SNMP引擎：这是实现SNMP协议的核心组件，负责管理信息库（MIB）的访问和操作。它提供了一种安全、可靠的方式来管理网络设备。
SNMP协议本身：这是用于设备之间通信的协议。它定义了如何请求和接收响应，以及如何处理错误和通知。
SNMP应用：这是实际使用SNMP协议的软件或系统。它可以运行在各种操作系统和平台上，用于管理网络设备和收集设备信息。

二、SNMP的工作原理

SNMP协议基于客户端-服务器架构，其中SNMP引擎作为服务器，而SNMP应用作为客户端。当管理员想要获取或设置设备的某些参数时，他们会使用SNMP应用发送一个请求到设备的SNMP引擎。设备的SNMP引擎会解析这个请求，并从其管理信息库（MIB）中检索或修改相应的信息。然后，它会将响应发送回管理员的SNMP应用。