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寫在前面

秋招已經(jīng)開始，校招筆試面試環(huán)節(jié)經(jīng)?？疾臁队嬎銠C(jī)網(wǎng)絡(luò)》、《操作系統(tǒng)》、《數(shù)據(jù)庫原理》等計算機(jī)基礎(chǔ)知識，對于應(yīng)屆生而言這是必須掌握的技能。已經(jīng)工作的伙伴在技術(shù)發(fā)展遇到瓶頸，不妨將基礎(chǔ)再進(jìn)行鞏固，才能讓自己走得更遠(yuǎn)。

初識HTTP

HTTP協(xié)議

瀏覽器的簡易原理圖

HTTP：超文本傳輸協(xié)議(HTTP)是一種通信協(xié)議，它允許將超文本標(biāo)記語言文檔從web服務(wù)器傳送到客戶端的瀏覽器。HTTP協(xié)議是構(gòu)建在TCP/IP協(xié)議之上的，是TCP/IP協(xié)議的一個子集。

TCP/IP族：TCP/IP協(xié)議是一系列與互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)聯(lián)的協(xié)議集合的總成，分層管理是TCP/IP協(xié)議的重要特征。TCP/IP族通常由應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層以及數(shù)據(jù)鏈路層構(gòu)成的系統(tǒng)。

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分層

應(yīng)用層：應(yīng)用層一般是編寫的應(yīng)用程序，決定向用戶提供什么應(yīng)用服務(wù)?？梢酝ㄟ^系統(tǒng)調(diào)用與傳輸層進(jìn)行通信，比如：FTP、DNS、HTTP等。

傳輸層：傳輸層是通過系統(tǒng)調(diào)用向應(yīng)用層提供處于網(wǎng)絡(luò)連接中的兩臺計算機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸功能。傳輸層具有兩個不同性質(zhì)的協(xié)議：TCP和UDP。TCP是面向連接的，可靠的，效率低。UDP是無連接的，可靠性低，效率高

網(wǎng)絡(luò)層：網(wǎng)絡(luò)層是用于處理在網(wǎng)絡(luò)上流動的數(shù)據(jù)包，而數(shù)據(jù)包是網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)淖钚?shù)據(jù)單位。此層規(guī)定了通過什么路徑(傳輸路線)到達(dá)對方對方計算機(jī)，并把數(shù)據(jù)包傳輸給對方。

鏈路層：鏈路層用于處理連接網(wǎng)絡(luò)的硬件部分，包括控制操作系統(tǒng)、硬件設(shè)備驅(qū)動、NIC網(wǎng)絡(luò)適配器以及光纖等物理可見部分。硬件上的范疇均在鏈路層的作用范圍內(nèi)。

數(shù)據(jù)包的封裝過程

HTTP的傳輸過程

在發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)會從上層傳輸?shù)较聦?，且每?jīng)過一層都會被打上該層的頭部信息。而接收端接收數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)會從下層傳輸?shù)缴蠈?，傳輸前會把下層的頭部信息刪除。

在下圖中，當(dāng)你想在瀏覽器查看某個頁面時，會在應(yīng)用層發(fā)起一個HTTP請求，通過傳輸層的TCP協(xié)議進(jìn)行分割HTTP報文，并為每個報文打上標(biāo)記序號、端口號等信息后發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)層。在網(wǎng)絡(luò)層通過IP協(xié)議為每個報文增加作為通訊目的地的MAC地址，然后轉(zhuǎn)發(fā)給鏈路層，接收端的服務(wù)器在鏈路層接收請求的HTTP數(shù)據(jù)。在服務(wù)器返回到瀏覽器的流程則是相反的。

HTTP數(shù)據(jù)傳輸過程

TCP的三次握手

使用TCP協(xié)議進(jìn)行通信的雙方必須先建立連接，然后才能開始傳輸數(shù)據(jù)。為了確保連接雙方的可靠性，在雙方建立連接時，TCP協(xié)議會采用三次握手策略。

第一次握手：客戶端發(fā)送帶有SYN標(biāo)志的連接請求報文段，然后進(jìn)入SYN_SEND狀態(tài)，等待服務(wù)端的確認(rèn)。

第二次握手：服務(wù)端接受到客戶端的SYN報文段后，需要發(fā)送ACK信息對這個SYN報文段進(jìn)行確認(rèn)，同時還要發(fā)送自己的SYN請求信息。服務(wù)端會將上述的信息放到一個報文段(SYN+ACK報文段)中，一并發(fā)送給客戶端，此時服務(wù)端將會進(jìn)入SYN_SEND狀態(tài)。

第三次握手：客戶端接收到服務(wù)端的SYN+ACK報文段后，會向服務(wù)端發(fā)送ACK確認(rèn)報文段，這個報文段發(fā)送完畢后，客戶端和服務(wù)端都進(jìn)入ESTABLISHED狀態(tài)，完成TCP三次握手。

客戶端與服務(wù)端之間的三次握手

講到這里，通常會有疑問：為什么TCP協(xié)議要進(jìn)行三次握手而不是兩次呢?

這是因為要建立可靠的通信，首先客戶端和服務(wù)端都得確保對方具有完整的收發(fā)能力。第一次握手客戶端發(fā)送請求報文給服務(wù)端，服務(wù)端可以確認(rèn)客戶端的發(fā)送能力是正常的以及服務(wù)端的接收能力是正常的;第二次握手客戶端接收到服務(wù)端返回的報文信息，可以確認(rèn)服務(wù)端的收發(fā)能力是正常的，同時客戶端的收發(fā)能力是正常的;第三次握手客戶端再次向服務(wù)端發(fā)送確認(rèn)信息，此時服務(wù)端可以確認(rèn)客戶端的接收報文的能力和服務(wù)端的發(fā)送能力是正常。最后能夠確認(rèn)雙方的收發(fā)能力是正常的，因此需要進(jìn)行三次握手，而兩次握手是不能彼此確認(rèn)雙方的收發(fā)能力是否正常。

DNS域名解析

在上面的知識點中，我們知道與HTTP有著密切聯(lián)系的TCP/IP協(xié)議，而DNS服務(wù)與HTTP協(xié)議也有著密不可分的關(guān)系。

比如說你要訪問百度www.baidu.com，可以使用主機(jī)名100.100.10.10或者域名www.baidu.com進(jìn)行訪問，但是相比于一串純數(shù)字的IP地址而言，使用域名更容易讓人記住和訪問。要知道在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中TCP/IP協(xié)議使用的就是IP地址進(jìn)行訪問，因此需要通過一種機(jī)制將域名轉(zhuǎn)換為IP地址。而 DNS服務(wù)正是用于解決這個問題的，可以提供域名到IP地址之間的解析服務(wù)，其實就像我們打電話時查閱通訊錄一樣。

DNS域名解析過程

如圖所示，當(dāng)我們在瀏覽器輸入www.baidu.com時，具體細(xì)節(jié)如下：

① TCP/IP協(xié)議會先去訪問本地域名解析器，當(dāng)搜索到對應(yīng)的IP地址則直接返回到客戶端，客戶端則直接向服務(wù)端發(fā)起HTTP請求;而當(dāng)沒有搜索到www.baidu.com對應(yīng)的IP地址時，則向上溯源，查找上一級域名解析器

② TCP/IP協(xié)議訪問根域名服務(wù)器搜索對應(yīng)的IP地址，若同樣的搜索通過則沿原路返回到客戶端;若沒有搜索到則繼續(xù)溯源搜尋

③ TCP/IP協(xié)議一直溯源搜尋直至頂級域名服務(wù)器，搜尋沿原路返回，否則則告知客戶端沒有此域名

HTTP事務(wù)處理過程

當(dāng)客戶端訪問WEB站點時，首先會用過DNS服務(wù)查詢到域名對應(yīng)的IP地址，返回到客戶端生成HTTP請求，通過TCP/IP協(xié)議發(fā)送給WEB服務(wù)器。WEB服務(wù)器接收到請求后，會根據(jù)請求生成相應(yīng)內(nèi)容，并通過TCP/IP協(xié)議返回到客戶端。

HTTP事務(wù)處理過程

參考資料

• 《超詳細(xì) DNS 協(xié)議解析》
• 《圖解HTTP》
• 《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》
• 慕課網(wǎng)《編程必備基礎(chǔ)-大話HTTP協(xié)議》