TCP/IP基礎總結性學習（1）

瞭解web和網絡基礎

一.簡單背景介紹：

CERN（歐洲核子研究組織）的蒂姆 • 伯納斯 - 李（Tim BernersLee） 博士提出了一種能讓遠隔兩地的研究者們共享知識的設想。

最初設想的基本理念是：藉助多文檔之間相互關聯造成的超文本 （HyperText），連成可相互參閱的 WWW（World Wide Web，萬維 網）。

如今已提出了 3 項 WWW 構建技術，分別是：把 SGML（Standard Generalized Markup Language，標準通用標記語言）做爲頁面的文本標 記語言的 HTML（HyperText Markup Language，超文本標記語言）； 做爲文檔傳遞協議的 HTTP ；指定文檔所在地址的 URL（UniformResource Locator，統一資源定位符）。 WWW 這一名稱，是 Web 瀏覽器當年用來瀏覽超文本的客戶端應用 程序時的名稱。如今則用來表示這一系列的集合，也可簡稱爲 Web。

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二.TCP/IP網絡基礎：

1. 定義：TCP/IP 是互聯網相關的各種協議族的總稱。
2. 分層：TCP/IP 協議族按層次分別分 爲如下四層：應用層、傳輸層、網絡層和數據鏈路層。（分層的好處：每一個層次內部可以自由設計，當某個地方須要改變設計時，就必須把全部部分總體替換掉。）

應用層
應用層決定了向用戶提供應用服務時通訊的活動。
TCP/IP 協議族內預存了各種通用的應用服務。好比，FTP（File Transfer Protocol，文件傳輸協議）和 DNS（Domain Name System，域名系統）服務就是其中兩類。HTTP（Hypertext Transfer Protocol,超文本傳輸協議） 協議也處於該層。

傳輸層

傳輸層對上層應用層，提供處於網絡鏈接中的兩臺計算機之間的數據傳輸。

在傳輸層有兩個性質不一樣的協議：TCP（Transmission Control Protocol，傳輸控制協議）和 UDP（User Data Protocol，用戶數據報 協議）。

網絡層（又名網絡互連層）
網絡層用來處理在網絡上流動的數據包。數據包是網絡傳輸的最小數據單位。該層規定了經過怎樣的路徑（所謂的傳輸路線）到達對方計算機，並把數據包傳送給對方。與對方計算機之間經過多臺計算機或網絡設備進行傳輸時，網絡層所起的做用就是在衆多的選項內選擇一條傳輸路線。

鏈路層（又名數據鏈路層，網絡接口層）
用來處理鏈接網絡的硬件部分。包括控制操做系統、硬件的設備驅動、NIC（Network Interface Card，網絡適配器，即網卡），及光纖等物理可見部分（還包括鏈接器等一切傳輸媒介）。硬件上的範疇均在鏈路層的做用範圍以內。

3.通訊傳輸流：

利用 TCP/IP 協議族進行網絡通訊時，會經過分層順序與對方進行通訊。發送端從應用層往下走，接收端則往應用層往上走。接收端的服務器在鏈路層接收到數據，按序往上層發送，一直到應用 層。當傳輸到應用層，才能算真正接收到由客戶端發送過來的 HTTP 請求。

發送端在層與層之間傳輸數據時，每通過一層時一定會被打上一個該 層所屬的首部信息。反之，接收端在層與層傳輸數據時，每通過一層 時會把對應的首部消去。這種把數據信息包裝起來的作法稱爲封裝（encapsulate）。

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三.與HTTP有關的主要協議（TCP，IP，DNS）

1.負責傳輸的 IP 協議

IP（Internet Protocol）網際協議位於網絡層。Internet Protocol 這個名稱可能聽起來有點誇張，但事實正是如此，由於幾乎 全部使用網絡的系統都會用到 IP 協議。

IP 協議的做用是把各類數據包傳送給對方。而要保證確實傳送到對方那裏，則須要知足各種條件。其中兩個重要的條件是 IP 地址和 MAC 地址（Media Access Control Address）。

IP 地址指明瞭節點被分配到的地址，MAC 地址是指網卡所屬的固定地址。IP 地址能夠和 MAC 地址進行配對。IP 地址可變換，但 MAC 地址基本上不會更改。

使用 ARP 協議（Address Resolution Protocol，地址解析協議）憑藉 MAC 地址進行通訊，根據通訊方的 IP 地址就能夠反查出對應的 MAC 地址。

在到達通訊目標前的中轉過程當中，那些計算機和路由器等網絡設備只能獲悉很粗略的傳輸路線。這種機制稱爲路由選擇（routing），機制如圖所示：

2.確保可靠性的 TCP 協議 ：

TCP 位於傳輸層，提供可靠的字節流服務。 所謂的字節流服務（Byte Stream Service）是指，爲了方便傳輸，將大塊數據分割成以報文段（segment）爲單位的數據包進行管理。

可靠的傳輸服務是指，可以把數據準確可靠地傳給對方。一言以蔽之， TCP 協議爲了更容易傳送大數據才把數據分割，並且 TCP 協議可以確認數據最終是否送達到對方。TCP 協議採用了三次握手 （three-way handshaking）策略，該過程使用了 TCP 的標誌（flag） —— SYN（synchronize） 和 ACK（acknowledgement）。發送端首先發送一個帶 SYN 標誌的數據包給對方。接收端收到後， 回傳一個帶有 SYN/ACK 標誌的數據包以示傳達確認信息。最後，發 送端再回傳一個帶 ACK 標誌的數據包，表明「握手」結束。 若在握手過程當中某個階段莫名中斷，TCP 協議會再次以相同的順序發 送相同的數據包。附上圖片更容易理解噢：

3.負責域名解析的 DNS 服務：

用戶一般使用主機名或域名來訪問對方的計算機，而不是直接經過 IP 地址訪問。DNS 協議提供經過域名查找 IP 地址，或逆向從 IP 地址反查域名的服務。

經過下面這張圖來了解下 IP 協議、TCP 協議和 DNS 服務在使用 HTTP 協議的通訊過程當中各自發揮了哪些做用

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四.URI 和 URL

1.定義：
URI（Uniform Resource Identifier，統一資源標識符），URI 就是由某個協議方案
表示的資源的定位標識符。協議方案是指訪問資源所使用的協議類型名稱。採用 HTTP協議時，協議方案就是 http。除此以外，還有 ftp、mailto、telnet、file 等。
URL（Uniform Resource Locator，統一資源定位符），URL 正是使用 Web 瀏覽器等訪問 Web 頁面時須要輸入的網頁地址。

2.關係：URI 用字符串標識某一互聯網資源，而URL表示資源的地點（互聯網上所處的位置）。 可見 URL 是 URI 的子集。

3.URI 格式

• 表示指定的 URI，要使用涵蓋所有必要信息的絕對 URI、絕對 URL 以 及相對 URL。相對 URL，是指從瀏覽器中基本 URI 處指定的 URL， 形如 /image/logo.gif

  絕對 URI 的格式

使用 http: 或 https:等協議方案名獲取訪問資源時要指定協議類型。不區分字母大小寫，最後附一個冒號（:）。也可以使用 data: 或 javascript: 這類指定數據或腳本程序的方案名。登陸信息（認證）：指定用戶名和密碼做爲從服務器端獲取資源時必要的登陸信息（身份認證）。此項是可選項。服務器地址：使用絕對 URI 必須指定待訪問的服務器地址。地址能夠是相似 hackr.jp 這種 DNS 可解析的名稱，或是 192.168.1.1 這類 IPv4 地址 名，還能夠是 [0:0:0:0:0:0:0:1] 這樣用方括號括起來的 IPv6 地址名。服務器端口號：指定服務器鏈接的網絡端口號。此項也是可選項，若用戶省略則自動 使用默認端口號。帶層次的文件路徑：指定服務器上的文件路徑來定位特指的資源。這與 UNIX 系統的文件 目錄結構類似。查詢字符串：針對已指定的文件路徑內的資源，可使用查詢字符串傳入任意參 數。此項可選。片斷標識符：使用片斷標識符一般可標記出已獲取資源中的子資源（文檔內的某個 位置）。但在 RFC 中並無明確規定其使用方法。該項也爲可選項。