Web及网络基础

网络基础TCP/IP

TCP/IP协议族

图：TCP/IP是互联网相关的各类协议族的总称

TCP/IP的分层管理

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协议族各层的作用如下。

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。

TCP/IP通信传输流

在网络层（IP协议），增加作为通信目的地的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。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)。

负责域名解析的DNS服务

DNS(Domain Name System)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，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，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，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，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，DNS服务应运而生。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。

各种协议与HTTP协议的关系

学习了和HTTP协议密不可分的TCP/IP协议族中的各种协议后，我们再通过这张图来了解下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。

URI和URL

与URI（统一资源标识符）相比，我们更熟悉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。比如，下图的http://hackr.jp/就是URL。

统一资源标识符

URI是Uniform Resource Identifier的缩写。RFC2396分别对这3个单词进行了如下定义。Uniform规定统一的格式可方便处理多种不同类型的资源，而不用根据上下文环境来识别资源指定的访问方式。另外，加入新增的协议方案（如http：或ftp:）也更容易。Resource资源的定义是“可标识的任何东西”。不仅是文档文件，图像或服务（例如当天的天气预报）等能够区别于其他类型的，全都可作为资源。另外，资源不仅可以是单一的，也可以是多数的集合体。Identifier表示可标识的对象。也称为标识符。综上所述，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。标准的URI协议方案有30种左右，由隶属于国际互联网资源管理的非营利社团ICANN（Internet Corporation for Assigned Names and Numbers，互联网名称与数字地址分配机构）的IANA（Internet Assigned Numbers Authority，互联网号码分配局）管理颁布。• IANA - Uniform Resource Identifier (URI) SCHEMES（统一资源标识符方案）http://www.iana.org/assignments/uri-schemesURI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。“RFC3986：统一资源标识符(URI)通用语法”中列举了几种URI例子，如下所示。

    ftp://ftp.is.co.za/rfc/rfc1808.txt    http://www.ietf.org/rfc/rfc2396.txt    ldap://[2001:db8::7]/c=GB?objectClass?one    mailto:John.Doe@example.com    news:comp.infosystems.www.servers.unix    tel:+1-816-555-1212    telnet://192.0.2.16:80/    urn:oasis:names:specification:docbook:dtd:xml:4.1.2

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。让我们先来了解一下绝对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。