[HTTP]-了解WEB及网络基础(上)

本系列文章主要是一起学习和研究关于HTTP协议,通过规范化、标准化学习内容来扩充知识储备。

文章结构

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使用浏览器访问百度

思考:当我们在网页浏览器(Web browser)的地址栏中输入URL时,Web页面是如何呈现出来的?

联想一下,当我们打开谷歌浏览器输入www.baidu.com,你就可以看到百度的页面,即便不懂得其中的工作原理,也能看到Web页面。
Web页面当然不是凭空显示出来的。其实根据Web浏览器地址栏中指定的URL,Web浏览器Web服务器端获取文件资源等信息,从而显示在Web页面。
像这种通过发送请求获取服务器资源的Web浏览器等,都可称为客户端
Web使用一种名为HTTP(超文本传输协议)的协议作为规范,完成从客户端到服务器端等一系列运作流程。协议是指规则的约定。可以说,Web是建立在HTTP协议上通信的。

HTTP从哪里来的

这一部分先简单介绍一下HTTP的起源,同时也能了解HTTP被制定的初衷,这样有助于我们更好地理解。

WEB起源

1989 年 3 月,互联网还只属于少数人。在这一互联网的黎明期,HTTP 诞生了。
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(StandardGeneralized 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(Uniform Resource 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。

WEB发展

1990 年 11 月,CERN 成功研发了世界上第一台 Web 服务器和 Web 浏览器。两年后的 1992 年 9 月,日本第一个网站的主页上线了。
1993 年 1 月,现代浏览器的祖先NCSA(National Center for Supercomputer Applications,美国国家超级计算机应用中心)研发的Mosaic 问世了。它以 in-line(内联)等形式显示 HTML 的图像,在图像方面出色的表现使它迅速在世界范围内流行开来。
同年秋天,Mosaic 的 Windows 版和Macintosh 版面世。使用CGI技术的 NCSA Web 服务器、NCSA HTTPd 1.0 也差不多是在这个时期出现的。
1994 年 的 12 月,网景通信公司发布了Netscape Navigator 1.0。
1995年微软公司发布 Internet Explorer 1.0 和 2.0。
紧随其后的是现在已然成为 Web 服务器标准之一的 Apache,当时它以 Apache 0.2 的姿态出现在世人眼前。而 HTML 也发布了 2.0 版本。那一年,Web 技术的发展突飞猛进。
从1995年起,微软和网景通信公司之间爆发了浏览器大战,两家公司都对各自的HTML做了扩展,于是前端开发在写HTML页面的时候,需要考虑兼容两家公司的浏览器。这个问题一直是让前端工程师头痛不已的问题。
在这场浏览器供应商之间的大战中,他们不仅对当时发展中的各种WEB标准化视而不见,还屡次出现新增功能没有对应文档说明的情况。
2000年前后,随着网景通信公司的衰落,浏览器大战也结束了。
2004年,Mozilla基金会发布了Firefox浏览器,第二次浏览器大战随即爆发了。
Internet Explroer浏览器版本从6到7的升级前后花费了5年时间。之后接连不断的发布了8、9、10版本。另外,Chrome、Opera、Safari等浏览器也纷纷抢占市场份额。

HTTP

HTTP 协议的出现主要是为了解决文本传输的难题。由于协议本身非常简单,于是在此基础上设想了很多应用方法并投入了实际使用。现在 HTTP 协议已经超出了 Web 这个框架的局限,被运用到了各种场景里。
HTTP作为Web文档传输协议,他的版本几乎是没有更新的,新一代的HTTP/2.0正在制定当中,但要达到较高的覆盖率,仍需假以时日。

下面就看看HTTP的发展历程:

HTTP/0.9:

HTTP 于 1990 年问世。那时的 HTTP 并没有作为正式的标准被建立。现在的 HTTP 其实含有HTTP1.0 之前版本的意思,因此被称为HTTP/0.9。

HTTP/1.0:

HTTP 正式作为标准被公布是在 1996 年的 5 月,版本被命名为HTTP/1.0,并记载于 RFC1945。虽说是初期标准,但该协议标准至今仍被广泛使用在服务器端。**RFC1945 – Hypertext Transfer Protocol — HTTP/1.0 http://www.ietf.org/rfc/rfc1945.txt

HTTP/1.1:

1997 年 1 月公布的 HTTP/1.1 是目前主流的 HTTP 协议版本。当初的标准是 RFC2068,之后发布的修订版 RFC2616 就是当前的最新版本。**RFC2616 – Hypertext Transfer Protocol — HTTP/1.1 http://www.ietf.org/rfc/rfc2616.txt

TCP/IP-网络的基础

为了理解 HTTP,我们有必要事先了解一下 TCP/IP 协议族。通常使用的网络(包括互联网)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。
而TCP/IP协议包括:HTTP、SNMP、FTP、FDDI、TCP、UDP、DNS、ICMP、PPPoE、IP、IEEE802.3等。
接下来,仅介绍理解 HTTP 所需掌握的 TCP/IP 协议族的概要。

什么是TCP/IP

Q:什么是协议?

计算机与网络设备要相互通信,双方就必须基于相同的方法。比如,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,所有的这一切都需要一种规则。这种规则就是协议。

Q:什么是TCP/IP?

协议中存在各种各样的内容,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,以及Web页面显示需要处理的步骤,等等。像这样把互联网关联的协议集合总称为TCP/IP。

TCP/IP的分层管理

TCP/IP四个层级的概念

TCP/IP 协议族里重要的一点就是分层。TCP/IP 协议族按层次分别分为以下4层:应用层、传输层、网络层和数据链路层。

TCP/IP层次化的优势

  • 灵活性:当网络中某个地方需要改动的时候,无需把整体更换掉,只需要把变动的层换掉即可。把各层的把各层之间的接口部分规划好之后,每个层次内部的设计就能够自由改动了。这有点儿类似微服务概念。

  • 易用性:层次化之后,设计也变得相对简单了。处于应用层上的应用可以只考虑分派给自己的任务,而不需要弄清对方在地球上哪个地方、对方的传输路线是怎样的、是否能确保传输送达等问题。

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(FileTransfer Protocol,文件传输协议)和 DNS(Domain Name System,域名系统)服务就是其中两类。

需要注意,HTTP协议就处在应用层。

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(网络互联层)

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(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(网络适配器,即网卡)、光纤等物理可见部分(还包括连接器等一切传输媒介)。硬件范畴均在链路层的作用范围内。

TCP/IP通信传输流

先来看看第一张图:

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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,接收端向应用层往上走。

我们用HTTP举例来说明:

(1)应用层请求访问:

首先作为发送端的客户端在应用层(HTTP协议)发出一个想查看某个Web页面的HTTP请求。

(2)传输层处理:接着,为了传输方便,在传输层(TCP协议)把从应用层处收到的数据(HTTP请求报文)进行分割,并在各个报文上打上标记序号及端口号后转发给网络层。(3)网络层处理:在网络层(IP协议),增加作为通讯目的地的MAC地址后转发给链路层。这样一来,发往网络的通信请求就准备齐全了。

(4)接收端处理:接收端的服务器在链路层接收到数据,按照顺序往上层发送,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。

再来看看第二张图

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发送端在层与层之间传输数据时,每经过一层时,会被打上一个该层所属的首部信息,反之,接收端在层与层之间传输的时候,每经过一层时会对应的把首部消除。
这种把数据信息包装起来的做法就称之为封装

以上是本篇内容,下期讲与HTTP密切相关的协议等。

原创文章,作者:王得宇AIPM,如若转载,请注明出处:https://www.pmtemple.com/silence/11158/

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