TCP/IP基础总结性学习（1）

了解web和网络基础

一.简单背景介绍：

CERN（欧洲核子研究组织）的蒂姆 • 伯纳斯 - 李（Tim BernersLee） 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。

最初设想的基本理念是：借助多文档之间相互关联形成的超文本 （HyperText），连成可相互参阅的 WWW（World Wide Web，万维 网）。

现在已提出了 3 项 WWW 构建技术，分别是：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 ；指定文档所在地址的 URL（UniformResource Locator，统一资源定位符）。 WWW 这一名称，是 Web 浏览器当年用来浏览超文本的客户端应用 程序时的名称。现在则用来表示这一系列的集合，也可简称为 Web。

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二.TCP/IP网络基础：

1. 定义：TCP/IP 是互联网相关的各类协议族的总称。
2. 分层：TCP/IP 协议族按层次分别分 为以下四层：应用层、传输层、网络层和数据链路层。（分层的好处：每个层次内部能够自由设计，当某个地方需要改变设计时，就必须把所有部分整体替换掉。）

应用层
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，FTP（File Transfer Protocol，文件传输协议）和 DNS（Domain Name System，域名系统）服务就是其中两类。HTTP（Hypertext Transfer Protocol,超文本传输协议） 协议也处于该层。

传输层

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。

在传输层有两个性质不同的协议：TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）和 UDP（User Data Protocol，用户数据报 协议）。

网络层（又名网络互连层）
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（所谓的传输路线）到达对方计算机，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，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（又名数据链路层，网络接口层）
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）。硬件上的范畴均在链路层的作用范围之内。

3.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。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。

发送端在层与层之间传输数据时，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，接收端在层与层传输数据时，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（encapsulate）。

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三.与HTTP有关的主要协议（TCP，IP，DNS）

1.负责传输的 IP 协议

IP（Internet Protocol）网际协议位于网络层。Internet Protocol 这个名称可能听起来有点夸张，但事实正是如此，因为几乎 所有使用网络的系统都会用到 IP 协议。

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，但 MAC 地址基本上不会更改。

使用 ARP 协议（Address Resolution Protocol，地址解析协议）凭借 MAC 地址进行通信，根据通信方的 IP 地址就可以反查出对应的 MAC 地址。

在到达通信目标前的中转过程中，那些计算机和路由器等网络设备只能获悉很粗略的传输路线。这种机制称为路由选择（routing），机制如图所示：

2.确保可靠性的 TCP 协议 ：

TCP 位于传输层，提供可靠的字节流服务。 所谓的字节流服务（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。

可靠的传输服务是指，能够把数据准确可靠地传给对方。一言以蔽之， TCP 协议为了更容易传送大数据才把数据分割，而且 TCP 协议能够确认数据最终是否送达到对方。TCP 协议采用了三次握手 （three-way handshaking）策略，该过程使用了 TCP 的标志（flag） —— 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。附上图片更容易理解噢：

3.负责域名解析的 DNS 服务：

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。

通过下面这张图来了解下 IP 协议、TCP 协议和 DNS 服务在使用 HTTP 协议的通信过程中各自发挥了哪些作用

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四.URI 和 URL

1.定义：
URI（Uniform Resource Identifier，统一资源标识符），URI 就是由某个协议方案
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。
URL（Uniform Resource Locator，统一资源定位符），URL 正是使用 Web 浏览器等访问 Web 页面时需要输入的网页地址。

2.关系：URI 用字符串标识某一互联网资源，而URL表示资源的地点（互联网上所处的位置）。 可见 URL 是 URI 的子集。

3.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， 形如 /image/logo.gif

  绝对 URI 的格式

使用 http: 或 https:
等协议方案名获取访问资源时要指定协议类型。不区分字母大小写，最后附一个冒号（:）。也可使用 data: 或 javascript: 这类指定数据或脚本程序的方案名。
登录信息（认证）：
指定用户名和密码作为从服务器端获取资源时必要的登录信息（身份认证）。此项是可选项。
服务器地址：
使用绝对 URI 必须指定待访问的服务器地址。地址可以是类似 hackr.jp 这种 DNS 可解析的名称，或是 192.168.1.1 这类 IPv4 地址 名，还可以是 [0:0:0:0:0:0:0:1] 这样用方括号括起来的 IPv6 地址名。
服务器端口号：
指定服务器连接的网络端口号。此项也是可选项，若用户省略则自动 使用默认端口号。
带层次的文件路径：
指定服务器上的文件路径来定位特指的资源。这与 UNIX 系统的文件 目录结构相似。
查询字符串：
针对已指定的文件路径内的资源，可以使用查询字符串传入任意参 数。此项可选。
片段标识符：
使用片段标识符通常可标记出已获取资源中的子资源（文档内的某个 位置）。但在 RFC 中并没有明确规定其使用方法。该项也为可选项。