《网络是怎样连接的》——读书笔记第一章

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*        第一章：浏览器生成消息            **
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生成http请求信息——》向DNS服务器查询web服务器的ip——》全世界DNS服务器的大接力——》委托操作系统协议栈发送消息

【1.1】 生成http请求信息

第一步：浏览器解析url

URL格式：http: // web服务器名 / 目录名 / ``` /    文件名     举例：https://blog.youkuaiyun.com/xxaqustc/article/details/106872874

省略文件名的情况，也就是 https://web服务器名/目录名/   最后没有文件名，根据URL规则，一般根据服务器的设置而有所不同，多数都会返回一个默认的页面，比如index.html或default.htm

当我们在浏览器的地址栏输入一个url地址时，浏览器首先做的就是按照上述格式对url进行解析

http的主要方法：
GET   : 获取URI指定的信息，如果URI指定的是文件，则返回文件的内容；若是CGI，则返回CGI的执行输出数据。
POST  : 从客户端向服务器发送数据，一般用于发送表单中填写的数据等情况。
HEAD  : 和GET 基本相同。不过它只返回HTTP 的消息头（message header），而并不返回数据的内容。用于获取文件最后更新时间等属性信息。
DELETE：删除URI 指定的服务器上的文件。
TRACE ：将服务器收到的请求行和头部（header）直接返回给客户端。用于在使用代理的环境中检查改写请求的情况。

第二步：生成http请求消息

(a)请求消息格式：
<方法> <URI> <http版本>
<字段名>:<字段值>
...
...
...

<消息体>

(b)响应消息格式：
<http版本> <状态码> <响应短语>
<字段名>:<字段值>
...
...
...

<消息体>

HTTP响应消息的状态码说明：
1xx ：告知请求的处理进度和情况
2xx : 成功
3xx : 表示需要进一步的操作
4xx : 客户端错误
5xx : 服务器错误

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*                        *                                                                                        *
*        重要说明        *    1 条请求消息中只能写1 个URI。如果需要获取多个文件，必须对每个文件单独发送1 条请求    *
*                        *                                                                                        *
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比如1 个网页中包含3 张图片，那么获取网页加上获取图片，一共需要向Web 服务器发送4 条请求

【1.2】 向DNS服务器查询web服务器的ip地址

有IP了，为啥还需要域名？——域名比IP好记
那都改成域名行不行？——计算机处理IP比处理域名的效率高
综合结果：人使用域名，好记。路由器使用ip,好处理。

上述原因就引出一个问题，谁来负责把域名和IP对应起来？——DNS

向DNS服务器发送查询信息，相应的，我们的计算机上就要有DNS客户端，由于通过DNS查询来获取IP的操作叫做解析URL，因此DNS客户端又称为解析器。
DNS解析器是一段程序，包含在操作系统的Socket库中。【socket库】用于调用网络功能的程序组件集合

【1.3】 全世界的DNS服务器大接力
[DNS查询消息格式]
来自DNS客户端的查询消息 包含以下三种信息，例如：
(a)域名 = www.lab.com
(b)Class = IN  (IN:InterNet)
(c)记录类型 = A （A: Address 表示域名对应的是IP地址； MX：MailExchange 代表域名对应的是邮件服务器）

[域名的层级结构]
域名是有层次结构的，比如www.baidu.lab.com这个域名，里面用英文句点隔开了三个层次。域名的层次越靠右层次越高，com > lab > baidu > www;
一个域的信息是作为一个整体存放在DNS服务器上的，不能让一个域拆分到多台DNS服务器上。
要想查询某个域名对应的信息，首先这个域名需要在DNS服务器上注册，注册的时候，一般是按照子域逐层向上注册的方式进行（如：管理baidu.lab.com域的DNS服务器的IP要注册到lab.com域的服务器中，依次类推）。
需要说明的是，类似com、cn、org等看似是层级最高的域了，其实上面还有一个一级域，称为根域，根域没有自己的名字，一般在最右侧的域后面追加 英文句点，这个英文句点就代表根域。
根域的DNS 服务器信息保存在互联网中所有的DNS 服务器中。这样一来，任何DNS 服务器就都可以找到并访问根域DNS 服务器了。因此，客户端只要能够找到任意一台DNS服务器，就可以通过它找到根域DNS服务器，然后再一路顺藤摸瓜找到位于下层的某台目标DNS 服务器
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*   提示：分配给根域DNS 服务器的IP 地址在全世界仅有13 个     *
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[DNS缓存]
DNS 服务器有一个缓存功能，可以记住之前查询过的域名。如果要查询的域名和相关信息已经在缓存中，那么就可以直接返回响应，接下来的查询可以从缓存的位置开
始向下进行。相比每次都从根域找起来说，缓存可以减少查询所需的时间。但是缓存需要有有效期，到期后要及时更新最新的注册信息。

【1.4委托协议栈发送消息】

（1）创建套接字（创建套接字阶段）
（2）将管道连接到服务器端的套接字上（连接阶段）
（3）收发数据（通信阶段）
（4）断开管道并删除套接字（断开阶段）

[创建套接字]
调用Socket库的相关组件，完成套接字的创建，返回一个套接字的描述符（用于区分不同的套接字）

[连接阶段]
调用Socket 库中的名为connect 的程序组件来完成这一操作     例如：connect(<描述符> ，<服务器的IP地址和端口号>，....);

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*    描述符：应用程序用来识别套接字的机制                            *
*    IP 地址和端口号：客户端和服务器之间用来识别对方套接字的机制        *
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[传递消息]
发送时，调用Socket库的Write组件来完成消息的发送，例如：wirte(<描述符> , <发送数据> , <发送数据长度> , .....);
接收时，调用Socket库的read组件来完成消息的接收，例如: read(<描述符> , <接收缓冲区> , ....);

[断开连接]
调用Socket 库的close 程序组件进入断开阶段，例如： close(<描述符>);

http协议规定服务端在发送完响应消息之后，应该主动执行断开操作，而当客户端调用read方法接收最后的消息时可以知道连接已断开，并通知浏览器，浏览器得知后也会调用close方法来断开连接。

FAQ:
1、既然可以用端口号来识别套接字，那还需要描述符干嘛？
2、既然确定连接对象的套接字需要使用端口号，那服务器是如何知道客户端的套接字的呢？