图解HTTP：TCP/IP协议族

Web使用一种名为HTTP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。

为知识共享而规划Web：借助多文档之间相互关联形成的超文本，连成可相互参阅的WWW。

• 把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(HyperText Transfer Protocol, 超文本传输协议)

• 指定文档所在地址的URL(Uniform Resource Locator, 统一资源定位符)

TCP/IP是互联网相关的各类协议族的总称。

TCP/IP协议族里最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：应用层、传输层、网络层和数据链路层。

TCP/IP协议族各层的作用如下：

• 应用层：决定了向用户提供应用服务时通信的活动。比如：FTP(File Transfer Protocol, 文件传输协议)、DNS(Domain Name System, 域名系统)、HTTP

• 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。比如：TCP(Transmission Control Protocol, 传输控制协议)、UDP(User Data Protocol, 用户数据报协议)

• 网络层：用来处理在网络上流动的数据包。该层规定了通过怎样的路径到达对方计算机，并把数据包传送给对方。

  数据包是网络传输的最小数据单位。

• 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)。

TCP/IP通信传输流

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。

• 以HTTP举例来说明

  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协议。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，发送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。

与HTTP关系密切的协议：IP、TCP和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。

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地址可变换，而MAC地址基本上不会更改。

使用ARP协议(Address Resolution Protocol)凭借MAC地址进行通信：IP间的通信依赖MAC地址，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。

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(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。

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。握手过程中使用了TCP的标志————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。

负责域名服务解析的DNS服务

DNS服务是位于应用层的协议，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。

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。

URI和URL

URL是使用Web浏览器等访问Web页面时需要输入的网页网址。

URI(Uniform Resource Identifier, 统一资源标识符)是由某个协议方案表示的资源的定位标识符。协议方案是指访问资源所使用的协议类型名称，采用HTTP协议时协议方案就是http，除此之外还有ftp、mailto、telnet、file等。

URI用字符串标识某一互联网资源，而URL表示资源的地点。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。

并不是所有的应用程序都符合RFC(Request for Comments, 征求修正意见书)。

（最近更新：2019年09月18日）