Web网络基础

  在Web 浏览器根据地址栏中指定的 URL&＃xff0c;从 Web 服务器端获取文件资源&＃xff08;resource&＃xff09;等信息&＃xff0c;返回浏览器中&＃xff0c;由浏览器解析返回的信息&＃xff0c;渲染出我们看到的 Web 页面。
  像这种通过发送请求获取服务器资源的都可称为客户端&＃xff08;client&＃xff09;&＃xff0c;包括但不限于浏览器。
  在这个访问的过程中&＃xff0c;使用了HTTP传输协议来处理传输的信息。

  HTTP&＃xff08;HyperText Transfer Protocol)是一种超文本传输协议&＃xff0c;Web以该协议作为规范&＃xff0c;完成从客户端到服务器端等一系列运作处理。可以说&＃xff0c;Web 是建立在 HTTP 协议上通信的。

超文本:
超文本也是一种文本&＃xff0c;传统文本主要是线性方式组织的&＃xff0c;而超文本是非线性方式进行组织的&＃xff0c;可以将各种不同空间的文字信息组织在一起&＃xff0c;形成区别于传统文本的网状结构的文本。

2.1 因特网的起源

  因特网起源于 美苏冷战时期 美国的阿帕网&＃xff08;ARPANET &＃xff09;&＃xff0c;起初目的是美国为了保证在遭受苏联核打击后&＃xff0c;仍然具有一定的生存和反击能力, 于是认为有必要设计出一种分散的指挥系统&＃xff1a;它由一个个分散的 指挥点组成,当部分指挥点被摧毁后,其它点仍能正常工作, 并且这些点之间,能够绕过那些已被摧毁的指挥点而继续保持联系。这是因特网的设想雏形。

2.2 互联网、因特网与万维网

• 互联网&＃xff1a;由通信的设备&＃xff0c;如计算机、手机等&＃xff0c;组成的网络。
• 因特网&＃xff1a;是线路、协议以及通过 TCP/IP 协议实现数据电子传输的硬件和软件的集合体。Internet提供的主要服务有万维网(WWW)、文件传输&＃xff08;FTP)、电子邮件E-mail、远程登录&＃xff08;Telnet&＃xff09;等。
• 万维网&＃xff1a;则存在于互联网之上。它是无数个网络站点和网页的集合&＃xff0c;构成了因特网主要的部分。它实际上是多媒体的集合&＃xff0c;是由超级连接连接而成的。我们通常通过网络浏览器上网观看的&＃xff0c;就是万维网的内容。万维网由浏览器浏览连超文本页面组成&＃xff0c;这些超文本页面是通过TCP/IP协议从网络上获取的。网页的开头部分总是http://或者https://&＃xff0c;表明被浏览器的信息是超文本&＃xff0c;是利用超文本传输协议来传输的。所以&＃xff0c;如果把互联网看成是基础&＃xff0c;那么万维网就可以被看成是对互联网的应用。

三者之间的关系&＃xff1a;互联网包含因特网&＃xff0c;因特网包含万维网。即互联网>因特网>万维网。
这其实是一个概念排序&＃xff0c;如果按照一定的量化指标来排个人认为应该是因特网>万维网>互联网。
为啥这样说&＃xff1f;

1. 互联网本质上是指由通信的设备&＃xff0c;如计算机、手机等&＃xff0c;组成的网络&＃xff0c;就是局域网&＃xff01;一堆硬件设备不管你通过什么协议用什么方法&＃xff08;网线电线还是什么东西&＃xff09;连接起来形成一个互联通路&＃xff0c;就能称为互联网。
2. 因特网是基于互联网的联网&＃xff0c;它是把多个互联网&＃xff08;局域网&＃xff09;连起来的一个公网&＃xff0c;表面上是一个软网概念&＃xff0c;但是它也是要基于硬件去实现&＃xff0c;而且因特网的每个节点&＃xff08;互联网&＃xff09;的基础终端就是一堆硬件设备&＃xff0c;所以说因特网是一个软硬件结合集合&＃xff0c;它的量化规模一定是比它的单个节点&＃xff08;互联网&＃xff09;大的。
3. 万维网则是基于因特网实现的多媒体应用网络&＃xff0c;凡是使用HTTP协议的网络都是万维网&＃xff0c;但是因为它生长在因特网之上&＃xff0c;所以它的量化规模比因特网小&＃xff0c;至于和互联网比规模大小则需要用具体的量化指标才能比较。

2.3 万维网与HTTP

  1989 年 3 月&＃xff0c;当时的互联网还只属于少数人&＃xff0c;欧洲核子研究组织的蒂姆 • 伯纳斯 - 李&＃xff08;Tim Berners Lee&＃xff09;博士提出了一种 能让远隔两地的研究者们共享知识 的设想&＃xff08;万维网的奠基思想&＃xff09;。
  最初设想的基本理念是&＃xff1a;借助多文档之间相互关联形成的超文本&＃xff08;HyperText&＃xff09;&＃xff0c;连成可相互参阅文档的互联网WWW&＃xff08;万维网&＃xff09;。于是提出了 3 项 WWW 构建技术&＃xff0c;分别是&＃xff1a;

• 创建基于标准通用标记语言SGML&＃xff08;Standard Generalized Markup Language&＃xff09;的超文本标记语言HTML&＃xff08;HyperText Markup Language&＃xff0c;&＃xff09;作为页面的文本标记语言 &＃xff1b;
• 建立文档传输协议&＃xff08;HTTP协议 &＃xff09;&＃xff1b;
• 提出统一资源定位符 URL&＃xff08;Uniform Resource Locator&＃xff0c;&＃xff09;概念&＃xff0c;用来指定文档所在地址 。

  也就是说。其实HTML、HTTP、URL、WWW等都是与万维网相关的概念。

万维网制定的标准是一个叫做万维网联盟的组织。万维网联盟&＃xff0c;又称W3C理事会。

  为了理解 HTTP&＃xff0c;有必要事先了解一下 TCP/IP 协议族。
  通常使用的网络是在 TCP/IP 协议族的基础上运作的。而 HTTP 属于它内部的一个子集&＃xff0c;说人话就是HTTP协议是基于TCP/IP 协议族创建出来的协议。

3.1 TCP/IP 协议族

  计算机与网络设备要相互通信&＃xff0c;双方就必须基于相同的方法。比如&＃xff0c;如何探测到通信目标、由哪一边先发起通信、使用哪种语言进行通信、怎样结束通信等规则都需要事先确定。不同的硬件、操作系统之间的通信&＃xff0c;所有的这一切都需要一种规则。而我们就把这种规则称为 协议&＃xff08;protocol&＃xff09;
  协议中存在各式各样的内容&＃xff1a;从电缆的规格到 IP 地址的选定方法、寻找异地用户的方法、双方建立通信的顺序&＃xff0c;以及 Web 页面显示需要处理的步骤&＃xff0c;等等。

协议族&＃xff1a;多个相关协议的集合。例如TCP/IP 协议族&＃xff0c;它包含了 TCP、IP、UDP、Telnet、FTP、SMTP 等上百个互为关联的协议&＃xff0c;其中 TCP 和 IP 是最常用的两种底层协议&＃xff0c;所以把它们统称为TCP/IP 协议族。

3.2 TCP/IP 的分层管理

TCP/IP 协议族按层次分别分为以下 4 层&＃xff1a;

• 应用层&＃xff1a;应用层决定了向用户提供应用服务时通信的活动。TCP/IP 协议族内预存了各类通用的应用服务。比如&＃xff0c;FTP&＃xff08;File
  Transfer Protocol&＃xff0c;文件传输协议&＃xff09;和 DNS&＃xff08;Domain Name System&＃xff0c;域名系统&＃xff09;服务就是其中两类。HTTP 协议也处于该层。
• 传输层&＃xff1a;传输层对上层应用层&＃xff0c;提供处于网络连接中的两台计算机之间的数据传输。在传输层有两个性质不同的协议&＃xff1a;TCP&＃xff08;Transmission Control Protocol&＃xff0c;传输控制协议&＃xff09;和 UDP&＃xff08;User Data Protocol&＃xff0c;用户数据报协议&＃xff09;
• 网络层&＃xff1a;网络层用来处理在网络上流动的数据包。数据包是网络传输的最小数据单位。该层规定了通过怎样的路径&＃xff08;所谓的传输路线&＃xff09;到达对方计算机&＃xff0c;并把数据包传送给对方。与对方计算机之间通过多台计算机或网络设备进行传输时&＃xff0c;网络层所起的作用就是在众多的选项内选择一条传输路线。
• 链路层&＃xff1a;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&＃xff08;Network Interface Card&＃xff0c;网络适配器&＃xff0c;即网卡&＃xff09;&＃xff0c;及光纤等物理可见部分&＃xff08;还包括连接器等一切传输媒介&＃xff09;。硬件上的范畴均在链路层的作用范围之内。

3.3 TCP/IP 通信传输流

  利用 TCP/IP 协议族进行网络通信时&＃xff0c;会通过分层顺序与对方进行通信。发送端从应用层往下走&＃xff0c;接收端则往应用层往上走。我们用 HTTP 举例来说明&＃xff0c;首先作为发送端的客户端在应用层&＃xff08;HTTP 协议&＃xff09;发出一个想看某个 Web 页面的 HTTP 请求。接着&＃xff0c;为了传输方便&＃xff0c;在传输层&＃xff08;TCP 协议&＃xff09;把从应用层处收到的数据&＃xff08;HTTP 请求报文&＃xff09;进行分割&＃xff0c;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&＃xff08;IP 协议&＃xff09;&＃xff0c;增加作为通信目的地的 MAC 地址后转发给链路层。这样一来&＃xff0c;发往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&＃xff0c;按序往上层发送&＃xff0c;一直到应010用层。当传输到应用层&＃xff0c;才能算真正接收到由客户端发送过来的 HTTP请求。

  发送端在层与层之间传输数据时&＃xff0c;每经过一层时必定会被打上一个该层所属的首部信息。反之&＃xff0c;接收端在层与层传输数据时&＃xff0c;每经过一层时会把对应的首部消去。这种把数据信息包装起来的做法称为 封装&＃xff08;encapsulate&＃xff09;。

一个请求的过程&＃xff1a;客户端应用程序→网卡→网络→网卡→服务端应用程序
其实本质就是 由 应用层 → 物理层 逐层封装&＃xff0c;由 物理层 → 应用层 逐层解封

4.1 负责传输的 IP 协议

  按层次分&＃xff0c;IP &＃xff08;Internet Protocol 网际协议&＃xff09;位于网络层&＃xff0c;几乎所有使用网络的系统都会用到 IP 协议。TCP/IP 协议族中的 IP 指的就是网际协议&＃xff0c;有人会把IP和IP 地址搞混&＃xff0c;IP其实是一种协议的名称。
  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&＃xff0c;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&＃xff08;Media Access Control Address&＃xff09;。
  IP 地址指明了节点被分配到的地址&＃xff0c;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&＃xff0c;但 MAC地址基本上不会更改。

使用 ARP 协议凭借 MAC 地址进行通信
  IP 间的通信依赖 MAC 地址。在网络上&＃xff0c;通信的双方在同一局域网&＃xff08;LAN&＃xff09;内的情况是很少的&＃xff0c;通常是经过多台计算机和网络设备中转才能连接到对方。而在进行中转时&＃xff0c;会利用下一站中转设备的 MAC 地址来搜索下一个中转目标。这时&＃xff0c;会采用 ARP 协议&＃xff08;Address Resolution Protocol&＃xff09;。

ARP 是一种用以解析地址的协议&＃xff0c;根据通信方的 IP 地址就可以反查出对应的 MAC 地址。

4.2 确保可靠性的 TCP 协议

  按层次分&＃xff0c;TCP 位于传输层&＃xff0c;提供可靠的字节流服务。
  所谓的字节流服务&＃xff08;Byte Stream Service&＃xff09;是指&＃xff0c;为了方便传输&＃xff0c;将大块数据分割成以报文段&＃xff08;segment&＃xff09;为单位的数据包进行管理。
  而可靠的传输服务是指&＃xff0c;能够把数据准确可靠地传给对方。一言以蔽之&＃xff0c;TCP 协议为了更容易传送大数据才把数据分割&＃xff0c;而且 TCP 协议能够确认数据最终是否送达到对方。

如何确保数据能到达目标&＃xff1f;

  为了准确无误地将数据送达目标处&＃xff0c;TCP 协议采用了三次握手&＃xff08;three-way handshaking&＃xff09;策略。用 TCP 协议把数据包送出去后&＃xff0c;TCP不会对传送后的情况置之不理&＃xff0c;它一定会向对方确认是否成功送达。握手过程中使用了 TCP 的标志&＃xff08;flag&＃xff09;——SYN&＃xff08;synchronize&＃xff09;和 ACK&＃xff08;acknowledgement&＃xff09;。
  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&＃xff0c;回传一个带有 SYN/ACK 标志的数据包以示传达确认信息。最后&＃xff0c;发送端再回传一个带 ACK 标志的数据包&＃xff0c;代表“握手”结束。
  若在握手过程中某个阶段莫名中断&＃xff0c;TCP 协议会再次以相同的顺序发送相同的数据包。

4.3 负责域名解析的 DNS 服务

  DNS&＃xff08;Domain Name System&＃xff09;服务是和 HTTP 协议一样位于应用层的协议。它提供域名到 IP 地址之间的解析服务。计算机既可以被赋予 IP 地址&＃xff0c;也可以被赋予主机名和域名。比如www.hackr.jp。
  用户通常使用主机名或域名来访问对方的计算机&＃xff0c;而不是直接通过IP 地址访问。因为与 IP 地址的一组纯数字相比&＃xff0c;用字母配合数字的表示形式来指定计算机名更符合人类的记忆习惯。
  但要让计算机去理解名称&＃xff0c;相对而言就变得困难了。因为计算机更擅长处理一长串数字。
  为了解决上述的问题&＃xff0c;DNS 服务应运而生。DNS 协议提供通过域名查找 IP 地址&＃xff0c;或逆向从 IP 地址反查域名的服务。

6 URI 和 URL

摘取文档、书籍&＃xff1a;

1. https://zhuanlan.zhihu.com/p/336912995
2. 《图解HTTP》-上野宣注-于均良译-人民有点出版社