HTTP TCP/IP

1. HTTP简介

         HTTP协议（HyperText Transfer Protocol，超文本传输协议）是用于从WWW服务器传输超文本到本地浏览器的传送协议。它可以使浏览器更加高效，使网络传输减少。它不仅保证计算机正确快速地传输超文本文档，还确定传输文档中的哪一部分，以及哪部分内容首先显示(如文本先于图形)等。

         在了解HTTP如何工作之前，我们先了解计算机之间的通信。

2. 计算机相互之间的通信

        互联网的关键技术就是TCP/IP协议。两台计算机之间的通信是通过TCP/IP协议在因特网上进行的。实际上这个是两个协议：

        TCP : Transmission Control Protocol 传输控制协议和IP： Internet Protocol  网际协议。

        IP：计算机之间的通信

        IP协议是计算机用来相互识别的通信的一种机制，每台计算机都有一个IP.用来在internet上标识这台计算机。  IP 负责在因特网上发送和接收数据包。通过 IP，消息（或者其他数据）被分割为小的独立的包，并通过因特网在计算机之间传送。IP 负责将每个包路由至它的目的地。

        IP协议仅仅是允许计算机相互发消息，但它并不检查消息是否以发送的次序到达而且没有损坏（只检查关键的头数据）。为了提供消息检验功能，直接在IP协议上设计了传输控制协议TCP.

       TCP : 应用程序之间的通信

       TCP确保数据包以正确的次序到达，并且尝试确认数据包的内容没有改变。TCP在IP地址之上引端口（port），它允许计算机通过网络提供各种服务。一些端口号为不同的服务保留，而且这些端口号是众所周知。

       服务或者守护进程：在提供服务的机器上，有程序监听特定端口上的通信流。例如大多数电子邮件通信流出现在端口25上，用于wwww的HTTP通信流出现在80端口上。

 

       当应用程序希望通过 TCP 与另一个应用程序通信时，它会发送一个通信请求。这个请求必须被送到一个确切的地址。在双方“握手”之后，TCP 将在两个应用程序之间建立一个全双工 (full-duplex) 的通信，占用两个计算机之间整个的通信线路。TCP 用于从应用程序到网络的数据传输控制。TCP 负责在数据传送之前将它们分割为 IP 包，然后在它们到达的时候将它们重组。

       TCP/IP 就是TCP 和 IP 两个协议在一起协同工作，有上下层次的关系。

       TCP 负责应用软件（比如你的浏览器）和网络软件之间的通信。IP 负责计算机之间的通信。TCP 负责将数据分割并装入 IP 包，IP 负责将包发送至接受者，传输过程要经IP路由器负责根据通信量、网络中的错误或者其他参数来进行正确地寻址，然后在它们到达的时候重新组合它们。

3. HTTP协议所在的协议层

 

       HTTP是基于TCP协议之上的。其中HTTP是应用层的协议。

       （PDU）应用层：FTP（File Transfer Trotocol）文件传输协议

               HTTP（Hyper Text Transfer Trotocol）超文本传输协议

               SMTP（Simple Mail Transfer Trotocol）简单邮件传输协议

      POP3（Post Office Trotocol）邮局协议

      DNS（Domain Name System）域名系统

       （段）传输层：TCP 传输控制协议

               UDP（User Data Trotocol）用户数据协议

       （报文）互联网层：IP 网络协议

                 地址解析协议

       （帧）数据链路层：SLIP 串行线路IP

                   PPP  点到点协议

       （比特）物理层：放大或再生弱的信号，在两个电缆段之间复制每一个比特

 

4. HTTP请求响应模型   

       HTTP由请求和响应构成，是一个标准的客户端服务器模型（B/S）。HTTP协议永远都是客户端发起请求，服务器回送响应。见下图:

 

       HTTP是一个无状态的协议。无状态是指客户机（Web浏览器）和服务器之间不需要建立持久的连接，这意味着当一个客户端向服务器端发出请求，然后服务器返回响应(response)，连接就被关闭了，在服务器端不保留连接的有关信息.HTTP遵循请求(Request)/应答(Response)模型。客户机（浏览器）向服务器发送请求，服务器处理请求并返回适当的应答。所有HTTP连接都被构造成一套请求和应答。

 

5. HTTP工作过程

       一次HTTP操作称为一个事务，其工作整个过程如下：

 

       1）地址解析，

 

如用客户端浏览器请求这个页面：http://localhost.com:8080/index.htm

 

         从中分解出协议名、主机名、端口、对象路径等部分，对于我们的这个地址，解析得到的结果如下：

         协议名：http

         主机名：localhost.com

         端口：8080

         对象路径：/index.htm

 

         在这一步，需要域名系统DNS解析域名localhost.com,得主机的IP地址。

 

 

     2）封装HTTP请求数据包

 

        把以上部分结合本机自己的信息，封装成一个HTTP请求数据包

 

 

     3）封装成TCP包，建立TCP连接（TCP的三次握手）

 

        在HTTP工作开始之前，客户机（Web浏览器）首先要通过网络与服务器建立连接，该连接是通过TCP来完成的，该协议与IP协议共同构建Internet，即著名的TCP/IP协议族，因此Internet又被称作是TCP/IP网络。HTTP是比TCP更高层次的应用层协议，根据规则，只有低层协议建立之后才能，才能进行更层协议的连接，因此，首先要建立TCP连接，一般TCP连接的端口号是80。这里是8080端口

 

     4）客户机发送请求命令

 

        建立连接后，客户机发送一个请求给服务器，请求方式的格式为：统一资源标识符（URL）、协议版本号，后边是MIME信息包括请求修饰符、客户机信息和可内容。

 

     5）服务器响应

 

        服务器接到请求后，给予相应的响应信息，其格式为一个状态行，包括信息的协议版本号、一个成功或错误的代码，后边是MIME信息包括服务器信息、实体信息和可能的内容。

 

        实体消息是服务器向浏览器发送头信息后，它会发送一个空白行来表示头信息的发送到此为结束，接着，它就以Content-Type应答头信息所描述的格式发送用户所请求的实际数据

 

     6）服务器关闭TCP连接

 

        一般情况下，一旦Web服务器向浏览器发送了请求数据，它就要关闭TCP连接，然后如果浏览器或者服务器在其头信息加入了这行代码Connection:keep-alive

 

        TCP连接在发送后将仍然保持打开状态，于是，浏览器可以继续通过相同的连接发送请求。保持连接节省了为每个请求建立新连接所需的时间，还节约了网络带宽。

 

6. HTTP协议栈中各层数据流  

     应用层（Data）

     表示层（Data）

     会话层（Data）

     传输层

     网络层

     数据链路层

     物理层

 

     客户机发起一次请求的时候：

 

     客户机会将请求封装成http数据包-->封装成Tcp数据包-->封装成Ip数据包--->封装成数据帧--->硬件将帧数据转换成bit流（二进制数据）-->最后通过物理硬件（网卡芯片）发送到指定地点。

 

     服务器硬件首先收到bit流....... 然后转换成ip数据包。于是通过ip协议解析Ip数据包，然后又发现里面是tcp数据包，就通过tcp协议解析Tcp数据包，接着发现是http数据包通过http协议再解析http数据包得到数据。

 

7. HTTPS实现原理    

     HTTPS（全称：Hypertext Transfer Protocol over Secure Socket Layer），是以安全为目标的HTTP通道，简单讲是HTTP的安全版。即HTTP下加入SSL层，HTTPS的安全基础是SSL。其所用的端口号是443。

     https通信的优点：

     1）客户端产生的密钥只有客户端和服务器端能得到；

     2）加密的数据只有客户端和服务器端才能得到明文；

 

     3）客户端到服务端的通信是安全的。