透视HTTP协议- chapter four ＜与HTTP相关的各种协议＞

来源: 极客时间

作者: 罗剑锋（Chrono） 前奇虎 360 技术专家，Nginx/OpenResty 开源项目贡献者

前言：本章承接上半部分继续剖析了HTTP协议的构成, 上下层，子协议以及一些附属内容。

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TCP/IP

TCP/IP协议实际上是一系列协议的统称, 其中最核心的是TCP和IP，其它的还有ICMP、UDP、ARP等。共同构成了一个复杂但有层次的协议栈。

这个协议栈一共有四层: 应用层->传输层TCP->网际层IP->链接层。

IP - Internet Protocol 

主要的目的是解决路由和寻址问题, 以及如何在两点间传输数据包。

对比一下现实中的电话系统, 你要用一台设备向另一台设备打电话，需要做的是用你设备上的手机号拨打另一台设备的手机号。这里的手机号就类比IP，起到了定位设备的作用; 对于你的设备而言手机号就是路由，对于另一台设备而言，你打过来就是一个寻址的动作。

tips: 在上一个网络版本, 用的是ipv4， 也就是2^32次方来约定每台计算机的ip<xxx.xxx.xx.xx>，现在ipv4的42亿可分配地址已经快要耗尽了, 所以当下又引入了ipv6的概念<xx:xx:xx:xx:xx:xx:xx:xx>

即2^128次方，按照现在的消耗速度, 应该还可以支持几十年。

TCP - Transmission Control Protocol - 传输控制协议

TCP位于IP协议之上, 基于IP协议提供可靠的、字节流形式的通信,是HTTP协议得以实现的基础。

tips: 这里的字节流,不是我们常规意识形态中的纯文本，而是包含了文本、图片、视频等诸多媒体形式的二进制字节文件流。

<可靠>是保证数据不丢失, <字节流>是指保证数据完整，所以TCP协议的两端可以如同操作文件一样访问传输的数据，就像是读写在一个密闭管道里流动的<字节>。

tips: HTTP是一个传输协议, 但是它不关心寻址、路由、数据完整性等传输细节，而是把这些工作都交给下层处理。因为互联网上最流行的是 TCP/IP 协议，而它刚好满足 HTTP 的要求，所以互联网上的 HTTP 协议就运行在了 TCP/IP 上，HTTP 也就可以更准确地称为“HTTP over TCP/IP”。

DNS - Domain Name System - 域名系统 

用有意义的名字来作为 IP 地址的等价替代。设想一下，你是愿意记“95.211.80.227”这样枯燥的数字，还是“nginx.org”这样的词组呢？

在 DNS 中，“域名”（Domain Name）又称为“主机名”（Host），为了更好地标记不同国家或组织的主机，让名字更好记，所以被设计成了一个有层次的结构。

域名用“.”分隔成多个单词，级别从左到右逐级升高，最右边的被称为“顶级域名”。对于顶级域名，可能你随口就能说出几个，例如表示商业公司的“com”、表示教育机构的“edu”，表示国家的“cn”“uk”等。

但想要使用 TCP/IP 协议来通信仍然要使用 IP 地址，所以需要把域名做一个转换，“映射”到它的真实 IP，这就是所谓的“域名解析”。

继续用刚才的打电话做个比喻，你想要打电话给小明，但不知道电话号码，就得在手机里的号码簿里一项一项地找，直到找到小明那一条记录，然后才能查到号码。这里的“小明”就相当于域名，而“电话号码”就相当于 IP 地址，这个查找的过程就是域名解析。

域名解析的实际操作要比刚才的例子复杂很多，因为互联网上的电脑实在是太多了。目前全世界有 13 组根 DNS 服务器，下面再有许多的顶级 DNS、权威 DNS 和更小的本地 DNS，逐层递归地实现域名查询。

HTTP 协议中并没有明确要求必须使用 DNS，但实际上为了方便访问互联网上的 Web 服务器，通常都会使用 DNS 来定位或标记主机名，间接地把 DNS 与 HTTP 绑在了一起。

URI/URL - Uniform Resource Identifier(统一资源标识符)/Uniform Resource Locator(统一资源定位符)

URI：使用它就能够唯一地标记互联网上资源。

URL：我们俗称的“网址”，它实际上是 URI 的一个子集，不过因为这两者几乎是相同的，差异不大，所以通常不会做严格的区分。

举个🌰：

大脑和心脏都要跳动的97_97pra_优快云博客-JavaScript相关,小程序相关,js高级程序设计第四版领域博主97pra擅长JavaScript相关,小程序相关,js高级程序设计第四版,等方面的知识,97pra关注前端框架,css,node.js,webpack,es6,https,typescript,小程序领域.https://blog.youkuaiyun.com/zxc123789tm

 就拿我的主页举例, 你可以看到，URI 主要有三个基本的部分构成：

1. 协议名：即访问资源所用的协议。在这里是https。

2. 主机名：即互联网上主机的标记，可以是域名或IP。在这里是blog.youkuaiyun.com。

3. 路径：即资源在主机上的位置，多级用'/'分割。这里是 /zxc123789tm。

还是用打电话来做比喻，你通过电话簿找到了小明，让他把昨天做好的宣传文案快递过来。那么这个过程中你就完成了一次 URI 资源访问，“小明”就是“主机名”，“昨天做好的宣传文案”就是“路径”，而“快递”，就是你要访问这个资源的“协议名”。

HTTPS - HTTP over SSL/TLS - 运行在 SSL/TLS 协议上的 HTTP

https的诞生是基于http的低安全性。

我们来设想一下，http基于TCP/IP、DNS、URI这些协议得以在网络上肆意纵横，不意味着它是绝对安全的。因为网络非清净之地，到处都充斥着垃圾程序、木马、病毒这些随时可能会拦截http的坏蛋。为了提升http的安全性, https就出现了。

SSL/T LS 是一个负责加密通信的安全协议，建立在 TCP/IP 之上，所以也是个可靠的传输协议，可以被用作 HTTP 的下层。

SSL 的全称是“Secure Socket Layer”，由网景公司发明，当发展到 3.0 时被标准化，改名为 TLS，即“Transport Layer Security”，但由于历史的原因还是有很多人称之为 SSL/TLS，或者直接简称为 SSL。

SSL 使用了许多密码学最先进的研究成果，综合了对称加密、非对称加密、摘要算法、数字签名、数字证书等技术，能够在不安全的环境中为通信的双方创建出一个秘密的、安全的传输通道，为 HTTP 套上一副坚固的盔甲。

你可以在今后上网时留心看一下浏览器地址栏，如果有一个小锁头标志，那就表明网站启用了安全的 HTTPS 协议，而 URI 里的协议名，也从“http”变成了“https”。

Proxy - 代理

代理（Proxy）是 HTTP 协议中请求方和应答方中间的一个环节，作为“中转站”，既可以转发客户端的请求，也可以转发服务器的应答。

常见的代理有👇几种：

1. 匿名代理：完全“隐匿”了被代理的机器，外界看到的只是代理服务器；
2. 透明代理：顾名思义，它在传输过程中是“透明开放”的，外界既知道代理，也知道客户端；
3. 正向代理：靠近客户端，代表客户端向服务器发送请求；
4. 反向代理：靠近服务器端，代表服务器响应客户端的请求；

由于代理在传输过程中插入了一个“中间层”，所以可以在这个环节做很多有意思的事情，比如：

1. 负载均衡：把访问请求均匀分散到多台机器，实现访问集群化；
2. 内容缓存：暂存上下行的数据，减轻后端的压力；
3. 安全防护：隐匿 IP, 使用 WAF 等工具抵御网络攻击，保护被代理的机器；
4. 数据处理：提供压缩、加密等额外的功能； 

关于 HTTP 的代理还有一个特殊的“代理协议”（proxy protocol），它由知名的代理软件 HAProxy 制订，但并不是 RFC 标准。