《圖解 HTTP》 讀書筆記

HTTP 在哪里

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間鱼填，包括計算機與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間要互相通信，那么雙方必須要基于相同的協(xié)議。如何探測到通信目標(biāo)稽寒，如何發(fā)起通信，怎么傳遞通信信息确丢，怎么樣結(jié)束通信等這些規(guī)則要事先約定搂赋，這些規(guī)則稱為協(xié)議（protocol）。

我們通常使用的網(wǎng)絡(luò)是在 TCP/IP 協(xié)議族的基礎(chǔ)上運作的祷杈，而 HTTP 屬于它的一個子集胡桃。

TCP/IP 是互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的各類協(xié)議族的總稱

TCP/IP 分層

TCP/IP 協(xié)議族按層次劃分可以分為 4 個層次，分別是應(yīng)用層龟糕、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層和數(shù)據(jù)鏈路層坤塞。

1. 應(yīng)用層決定了向用戶提供應(yīng)用服務(wù)時通信的活動。TCP/IP 協(xié)議族里面有不少應(yīng)用服務(wù)挣轨，比如 FTP （File Transfer Protocol,文件傳輸協(xié)議）和 DNS (Domain Name System,域名服務(wù)系統(tǒng))，HTTP 協(xié)議也是在應(yīng)用層封断。
2. 傳輸層位于應(yīng)用層之下剪况，提供處于網(wǎng)絡(luò)連接中的兩臺網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸该贾。傳輸層有 2 個常見的協(xié)議寇荧， TCP （Transmission Control Protocol,傳輸控制協(xié)議）和 UDP （User Data Protocol,用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議）。
3. 網(wǎng)絡(luò)層用來處理網(wǎng)絡(luò)上流動的數(shù)據(jù)包耙替。數(shù)據(jù)包是網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)淖钚?shù)據(jù)單位除抛，該層規(guī)定了數(shù)據(jù)包通過怎么樣的傳輸路線到達(dá)對方翩迈。通常情況下 2 臺計算機之間會有數(shù)量不定的各類網(wǎng)絡(luò)設(shè)備或者計算機，網(wǎng)絡(luò)層的作用就是在眾多傳輸路徑中選擇一條合適的傳輸線路匈仗。
4. 鏈路層用來處理了解網(wǎng)絡(luò)的硬件部分何鸡。包括硬件的設(shè)備驅(qū)動，網(wǎng)卡骡男，光纖及連接器等一切傳輸媒介龙亲。

把 TCP/IP 分層是有好處的鳄炉，各層之間的接口部分規(guī)劃好之后簸呈，每個層次的內(nèi)部設(shè)計可以自由變動而無需考慮上層和下層的任務(wù)轿腺。處理應(yīng)用層上的應(yīng)用只需考慮應(yīng)用層面的問題展父，而無需考慮下層的 TCP 協(xié)議或者 UDP 協(xié)議栖茉，也無需考慮數(shù)據(jù)包是如何到達(dá)對方篮绿，更無需考慮網(wǎng)絡(luò)的硬件部分構(gòu)成。

TCP/IP 通信傳輸流

TCP/IP 通信傳輸流

利用 TCP/IP 協(xié)議族進行通信時吕漂，會通過分層結(jié)構(gòu)與對方通信亲配。對于發(fā)送端從應(yīng)用層向下走到網(wǎng)絡(luò)層，對于接收端則從網(wǎng)絡(luò)層向上走到應(yīng)用層惶凝。

HTTP 請求

IP 協(xié)議

1. IP 協(xié)議。IP （Internet Protocol）協(xié)議位于網(wǎng)絡(luò)層蹦误，IP 協(xié)議的作用是把各種數(shù)據(jù)包傳送給對方劫拢。為了保證數(shù)據(jù)包的正常傳輸，IP 協(xié)議規(guī)定了 2 個重要的條件强胰，一個是 IP 地址舱沧，一個是 MAC 地址（Media Access Control Address）。IP 地址指明了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點被分配到的地址偶洋，MAC 地址則是網(wǎng)卡的固定地址熟吏。IP 地址可以變換，MAC 地址則是燒錄在硬件里面玄窝，通常情況下無法更改牵寺。

2. ARP 協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)上的通信依賴于設(shè)備的 MAC 地址恩脂，網(wǎng)絡(luò)上通信的雙方不可能在通信開始前都彼此了解雙方的 MAC 地址帽氓，但是通信的發(fā)送端肯定是了解接收方的 IP 地址。為了解決獲取通信接收方的MAC 地址這個問題俩块，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計人員設(shè)計了一個 ARP 協(xié)議（Address Resolution Protocol）黎休，這個 ARP 協(xié)議可以根據(jù)通信方的 IP 地址查出對應(yīng)的 MAC 地址。

3. routing 機制玉凯。網(wǎng)絡(luò)傳輸線路千變?nèi)f化势腮，沒有人能夠全面掌握網(wǎng)絡(luò)中的實時傳輸狀況。為了能夠讓參與傳輸過程的計算機漫仆，路由器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備粗略的了解傳輸線路捎拯。設(shè)計人員設(shè)計了一個叫做路由（routing）的機制。就像快遞公司的送貨過程盲厌，寄快遞的人只要將自己的貨物送到快遞集散中心署照，就可以知道快遞公司是否肯收件發(fā)貨座菠，該快遞集散中心檢查貨物的地址，明確下一站該送往哪個區(qū)域的集散中心藤树。接著，下一站的集散中心自己會判斷貨物的下一個線路拓萌。

發(fā)送數(shù)據(jù)包

如上圖所示岁钓。發(fā)送端想往 IP 地址為 192.0.43.10 的地方發(fā)送數(shù)據(jù)包，步驟如下微王。

1. 使用 ARP 協(xié)議解析出該 IP 地址對應(yīng)的 MAC 地址屡限。
2. 將數(shù)據(jù)包發(fā)送給路由器，路由器根據(jù) routing 機制轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包
3. IP 地址為 192.0.43.10 的設(shè)備收到數(shù)據(jù)包

TCP 協(xié)議

按 TCP/IP 分層結(jié)構(gòu)來看炕倘，TCP 協(xié)議位于傳輸層钧大。設(shè)計人員設(shè)計 TCP 協(xié)議是為了在不可靠網(wǎng)絡(luò)中，提供可靠字節(jié)流傳輸服務(wù)罩旋。TCP 協(xié)議為了更容易傳輸大數(shù)據(jù)將大數(shù)據(jù)分割成以報文段（segment）為單位的數(shù)據(jù)包進行管理啊央，而且TCP 在數(shù)據(jù)包發(fā)送出去之后，會向?qū)Ψ酱_認(rèn)是否成功送達(dá)涨醋。為了確保數(shù)據(jù)能夠到達(dá)目標(biāo)瓜饥， TCP 協(xié)議設(shè)計了三次握手策略（three-way handshaking），除了三次握手之外浴骂，TCP 協(xié)議還有其他的各種手段來保證通行的可靠性乓土。

三次握手策略

1. 發(fā)送端首先發(fā)送一個帶 SYN 標(biāo)志的數(shù)據(jù)包給對方
2. 接收端收到后，回傳一個帶有 SYN/ACK 的數(shù)據(jù)包表示數(shù)據(jù)包確認(rèn)收到溯警。
3. 發(fā)送端收到 SYN/ACK 之后趣苏，再發(fā)送一個帶 ACK 標(biāo)志的數(shù)據(jù)包。
4. 握手結(jié)束

DNS 服務(wù)

用戶通常使用域名來訪問一些提供服務(wù)的服務(wù)器梯轻，而不是直接通過 IP 地址食磕。比如，我們要訪問百度的主頁喳挑，通常情況下我們會使用域名而不是 IP 來訪問芬为。設(shè)計人員為這個使用情景設(shè)計了一個 DNS 服務(wù)（Domain Name Server）,DNS 提供了域名到 IP 地址之間的解析服務(wù)。

DNS 服務(wù)

1. 發(fā)送端想訪問 www.hackr.jp 這個網(wǎng)頁
2. 發(fā)送端使用 DNS 來查詢 www.hackr.jp 的 IP 地址
3. 發(fā)送端取得 IP 地址之后蟀悦，發(fā)起請求

HTTP 請求的基本流程

HTTP 與以上提到的幾個協(xié)議的關(guān)系可以用下面這張圖來概括媚朦。

HTTP 協(xié)議與其他協(xié)議關(guān)系

1. 客戶端想瀏覽 http://hackr.jp/xss/ 這個 web 頁面
2. 客戶端使用 DNS 服務(wù)獲取域名 hackr.jp 對應(yīng)的 IP 地址
3. 客戶端利用應(yīng)用層 HTTP 協(xié)議發(fā)起 HTTP 請求
4. 客戶端利用傳輸層 TCP 協(xié)議將 HTTP 請求報文分割成報文段，添加 TCP 頭部信息
5. 網(wǎng)絡(luò)層利用 IP 協(xié)議和 Routing 機制傳送數(shù)據(jù)包
6. 服務(wù)端傳輸層的 TCP 協(xié)議重組請求報文
7. 服務(wù)端應(yīng)用層的 HTTP 協(xié)議處理客戶端請求
8. 服務(wù)端將請求結(jié)果返回