HTTP协议 & DNS协议

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http://restapi.amap.com 是个URL，叫作统一资源定位符。HTTP称为协议，restapi.amap.com是一个域名，表示互联网上的一个位置。

HTTP版本区别

HTTP/0.9 只支持get请求

HTTP/1.0 增加版本号，请求头，MIME，代理连接

HTTP/1.1 默认持久连接，支持缓存，执行管道方式发送多个请求

HTTP请求的准备

浏览器会将restapi.amap.com这个域名发送给DNS服务器，让它解析为IP地址。那接下来是发送HTTP请求吗？

不是的，HTTP是基于TCP协议的，当然是要先建立TCP连接了，怎么建立呢？Socket网络编程 已经详细讲解了。

目前使用的HTTP协议大部分都是1.1。在1.1的协议里面，默认持久连接，也就是默认开启了Keep-Alive的，这样建立的TCP连接，就可以在多次请求中复用。

学习了TCP之后，你应该知道，TCP的三次握手和四次挥手，还是挺费劲的。如果好不容易建立了连接，然后就做了一点儿事情就结束了，有点儿浪费人力和物力。

HTTP请求的构建

建立了连接以后，浏览器就要发送HTTP的请求。

请求的格式如下：

HTTP的报文大概分为三大部分。第一部分是请求行，第二部分是请求的首部，第三部分才是请求的正文实体。

GET /v3/weather/weatherInfo?city=110101&key=13cb58f5884f9749287abbead9c658f2 HTTP/1.1
Host: restapi.amap.com

第一部分：请求行

在请求行中，URL就是请求的地址 ，版本为HTTP 1.1。方法有几种类型，最常用的类型就是GET。

GET就是去服务器获取一些资源。另外一种类型是POST，它需要主动告诉服务端一些信息，而非获取，一般会将信息放在正文里面，正文可以有各种各样的格式，常见的格式也是JSON。

还有一种类型叫PUT，就是向指定资源位置上传最新内容。但是，HTTP的服务器往往是不允许上传文件的，所以PUT和POST就都变成了要传给服务器东西的方法。

再有一种常见的就是DELETE这个顾名思义就是用来删除资源的。

第二部分：首部字段

首部是key: value，通过冒号分隔。这里面，往往保存了一些非常重要的字段。

如，Accept-Charset，表示客户端可以接受的字符集。防止传过来的是另外的字符集，从而导致出现乱码。

如，Content-Type是指正文的格式。我们进行POST的请求，如果正文是JSON，那么我们就应该将这个值设置为JSON。

Content-Type: application/json

如，Content-Length是指正文的长度。

Content-Length: 0

接下俩重点说一下的就是缓存。

为什么要有缓存呢？ 使用缓存可以减少冗余的数据传输，节省了网络费用；还可以缓解网络瓶颈的问题，不需要更多的网络宽带就能更快的加载页面，同时降低了对原始服务器的要求，服务器可以更快的响应。

例如，我浏览一个商品的详情，里面有这个商品的价格、库存、展示图片、使用手册等等。商品的展示图片会保持较长时间不变，而库存会根据用户购买的情况经常改变。如果图片非常大，而库存数非常小，如果我们每次要更新数据的时候都要刷新整个页面，对于服务器的压力就会很大。

对于这种高并发场景下的系统，在真正的业务逻辑之前，都需要有个接入层，将这些静态资源的请求拦在最外面。

对于静态资源，有Vanish缓存层。当缓存过期的时候，才会访问真正的Tomcat应用集群。

在HTTP头里面，Cache-control是用来控制缓存的。当客户端发送的请求中包含max-age指令时，如果判定缓存层中，资源的缓存时间数值比指定时间的数值小，那么客户端可以接受缓存的资源；当指定max-age值为0，那么缓存层通常需要将请求转发给应用集群。包含no-cache指令时，无缓存指令（Cache-control: no-cache）。

另外，If-Modified-Since也是一个关于缓存的。也就是说，如果服务器的资源在某个时间之后更新了，那么客户端就应该下载最新的资源；如果没有更新，服务端会返回“304 Not Modified”的响应，那客户端就不用下载了，也会节省带宽。同Last-Modified。

If-None-Match 客户端存取的该资源的检验值，在服务器上某个时段是唯一标识的。同ETag

到此为止，我们仅仅是拼凑起了HTTP请求的报文格式，接下来，浏览器会把它交给下一层传输层。怎么交给传输层呢？其实也无非是用Socket这些东西，只不过用的浏览器里，这些程序不需要你自己写，有人已经帮你写好了。

HTTP请求的发送

HTTP协议是基于TCP协议的，所以它使用面向连接的方式发送请求，通过stream二进制流的方式传给对方。当然，到了TCP层，它会把二进制流变成一个的报文段发送给服务器。

在发送给每个报文段的时候，都需要对方有一个回应ACK，来保证报文可靠地到达了对方。如果没有回应，那么TCP这一层会进行重新传输，直到可以到达。同一个包有可能被传了好多次，但是HTTP这一层不需要知道这一点，因为是TCP这一层在埋头苦干。

TCP层发送每一个报文的时候，都需要加上自己的地址（即源地址）和它想要去的地方（即目标地址），将这两个信息放到IP头里面，交给IP层进行传输。

IP层需要查看目标地址和自己是否是在同一个局域网。如果是，就发送ARP协议来请求这个目标地址对应的MAC地址，然后将源MAC和目标MAC放入MAC头，发送出去即可；如果不在同一个局域网，就需要发送到网关，还要需要发送ARP协议，来获取网关的MAC地址，然后将源MAC和网关MAC放入MAC头，发送出去。

网关收到包发现MAC符合，取出目标IP地址，根据路由协议找到下一跳的路由器，获取下一跳路由器的MAC地址，将包发给下一跳路由器。

这样路由器一跳一跳终于到达目标的局域网。这个时候，最后一跳的路由器能够发现，目标地址就在自己的某一个出口的局域网上。于是，在这个局域网上发送ARP，获得这个目标地址的MAC地址，将包发出去。

目标的机器发现MAC地址符合，就将包收起来；发现IP地址符合，根据IP头中协议项，知道自己上一层是TCP协议，于是解析TCP的头，里面有序列号，需要看一看这个序列包是不是我要的，如果是就放入缓存中然后返回一个ACK，如果不是就丢弃。

TCP头里面还有端口号，HTTP的服务器正在监听这个端口号。于是，目标机器自然知道是HTTP服务器这个进程想要这个包，于是将包发给HTTP服务器。HTTP服务器的进程看到，原来这个请求是要访问一个网页，于是就把这个网页发给客户端。

HTTP返回的构建

HTTP的返回报文也是有一定格式的。这也是基于HTTP 1.1的。

HTTP/1.1 200 OK
Server: Tengine
Date: Thu, 26 Dec 2019 06:52:14 GMT
Content-Type: application/json;charset=UTF-8
Content-Length: 252
Connection: close
X-Powered-By: ring/1.0.0
gsid: 011025248187157734313415200030229349471
sc: 0.006
Access-Control-Allow-Origin: *
Access-Control-Allow-Methods: *
Access-Control-Allow-Headers: DNT,X-CustomHeader,Keep-Alive,User-Agent,X-Requested-With,If-Modified-Since,Cache-Control,Content-Type,key,x-biz,x-info,platinfo,encr,enginever,gzipped,poiid

{"status":"1","count":"1","info":"OK","infocode":"10000","lives":[{"province":"北京","city":"东城区","adcode":"110101","weather":"晴","temperature":"2","winddirection":"西","windpower":"≤3","humidity":"23","reporttime":"2019-12-26 14:36:44"}]}

状态码会反应HTTP请求的结果。“200”意味着请求成功；而“404”，也就是“服务端无法响应这个请求”

然后就是返回首部的key: value
其中Retry-After表示，告诉客户端应该在多长时间以后再次尝试一下。“503错误”是说“服务暂时不再和这个值配合使用”。

在返回的头部里面也会有Content-Type，表示返回的是HTML，还是JSON。

构造好了返回的HTTP报文，接下来就是把这个报文发送出去。还是交给Socket去发送，还是交给TCP层，让TCP层将返回的HTML，也分成一个个小的段，并且保证每个段都可靠到达。

这些段加上TCP头后会交给IP层，然后把刚才的发送过程反向走一遍。虽然两次不一定走相同的路径，但是逻辑过程是一样的，一直到达客户端。

客户端发现MAC地址符合、IP地址符合，于是就会交给TCP层。根据序列号看是不是自己要的报文段，如果是，则会根据TCP头中的端口号，发给相应的进程。这个进程就是浏览器，浏览器作为客户端也在监听某个端口。

当浏览器拿到了HTTP的报文。发现返回“200”，一切正常，于是就从正文中将HTML拿出来。HTML是一个标准的网页格式。浏览器只要根据这个格式，展示出一个绚丽多彩的网页。

这就是一个正常的HTTP请求和返回的完整过程。

DNS协议

如果要记得住网站的名称，但是很难记住网站的IP地址，因而也需要一个地址簿，就是DNS服务器。

由此可见，DNS在日常生活中多么重要。每个人上网，都需要访问它，但是同时，这对它来讲也是非常大的挑战。一旦它出了故障，整个互联网都将瘫痪。另外，上网的人分布在全世界各地，如果大家都去同一个地方访问某一台服务器，时延将会非常大。因而，DNS服务器，一定要设置成高可用、高并发和分布式的。

• 根DNS服务器 ：返回顶级域DNS服务器的IP地址
• 顶级域DNS服务器：返回权威DNS服务器的IP地址
• 权威DNS服务器 ：返回相应主机的IP地址

DNS解析流程

为了提高DNS的解析性能，很多网络都会就近部署DNS缓存服务器。于是，就有了以下的DNS解析流程。

1. 电脑客户端会发出一个DNS请求，问www.163.com的IP是啥啊，并发给本地域名服务器 (本地DNS)。那本地域名服务器 (本地DNS) 是什么呢？如果是通过DHCP配置，本地DNS由你的网络服务商（ISP），如电信、移动等自动分配，它通常就在你网络服务商的某个机房。
2. 本地DNS收到来自客户端的请求。你可以想象这台服务器上缓存了一张域名与之对应IP地址的大表格。如果能找到 www.163.com，它直接就返回IP地址。如果没有，本地DNS会去问它的根域名服务器：“老大，能告诉我www.163.com的IP地址吗？”根域名服务器是最高层次的，全球共有13套。它不直接用于域名解析，但能指明一条道路。
3. 根DNS收到来自本地DNS的请求，发现后缀是 .com，说：“哦，www.163.com啊，这个域名是由.com区域管理，我给你它的顶级域名服务器的地址，你去问问它吧。”
4. 本地DNS转向问顶级域名服务器：“老二，你能告诉我www.163.com的IP地址吗？”顶级域名服务器就是大名鼎鼎的比如 .com、.net、 .org这些一级域名，它负责管理二级域名，比如 163.com，所以它能提供一条更清晰的方向。
5. 顶级域名服务器说：“我给你负责 www.163.com 区域的权威DNS服务器的地址，你去问它应该能问到。”
6. 本地DNS转向问权威DNS服务器：“您好，www.163.com 对应的IP是啥呀？”163.com的权威DNS服务器，它是域名解析结果的原出处。为啥叫权威呢？就是我的域名我做主。
7. 权限DNS服务器查询后将对应的IP地址X.X.X.X告诉本地DNS。
8. 本地DNS再将IP地址返回客户端，客户端和目标建立连接。

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