关于基础网络协议，你了解多少？

目录

• HTTP
• HTTP 简介
• HTTP 工作原理
• HTTP 消息结构
• 客户端请求消息
• 服务器响应消息
• HTTP请求方法
• HTTP 请求头各字段解释 / 响应头信息
• HTTP 状态码
• HTTP状态码列表 1- & 2-
• HTTP状态码列表 3-
• HTTP状态码列表 4-
• HTTP状态码列表 5-
• HTTP content-type
• TCP/IP
• 什么是 TCP/IP？
• TCP/IP 网络协议栈架构
• OSI七层模型对应TCP/IP四层模型的图：
• TCP/IP四层模型
• TCP/IP网络基础
• TCP/IP 寻址

HTTP

HTTP 简介

HTTP协议（HyperText Transfer Protocol，超文本传输协议）是因特网上应用最为广泛的一种网络传输协议，所有的 www 文件都必须遵守这个标准。

HTTP是一个基于TCP/IP通信协议来传递数据（HTML 文件, 图片文件, 查询结果等）。

HTTP 工作原理

HTTP协议工作于客户端-服务端架构为上。浏览器作为HTTP客户端通过URL向HTTP服务端即WEB服务器发送所有请求。
Web服务器有：Apache服务器，IIS服务器（Internet Information Services），Nginx服务器等。
Web服务器根据接收到的请求后，向客户端发送响应信息。

HTTP默认端口号为80，但是你也可以改为8080或者其他端口。

HTTP三点注意事项：

• TTP是无连接：无连接的含义是限制每次连接只处理一个请求。服务器处理完客户的请求，并收到客户的应答后，即断开连接。采用这种方式可以节省传输时间。
• HTTP是媒体独立的：这意味着，只要客户端和服务器知道如何处理的数据内容，任何类型的数据都可以通过HTTP发送。客户端以及服务器指定使用适合的MIME-type内容类型。
• HTTP是无状态：HTTP协议是无状态协议。无状态是指协议对于事务处理没有记忆能力。缺少状态意味着如果后续处理需要前面的信息，则它必须重传，这样可能导致每次连接传送的数据量增大。另一方面，在服务器不需要先前信息时它的应答就较快。

以下图表展示了HTTP协议通信流程：

HTTP 消息结构

HTTP是基于客户端/服务端（C/S）的架构模型，通过一个可靠的链接来交换信息，是一个无状态的请求/响应协议。

一个HTTP"客户端"是一个应用程序（Web浏览器或其他任何客户端），通过连接到服务器达到向服务器发送一个或多个HTTP的请求的目的。

一个HTTP"服务器"同样也是一个应用程序（通常是一个Web服务，如Apache Web服务器或IIS服务器等），通过接收客户端的请求并向客户端发送HTTP响应数据。

HTTP使用统一资源标识符（Uniform Resource Identifiers, URI）来传输数据和建立连接。

一旦建立连接后，数据消息就通过类似Internet邮件所使用的格式[RFC5322]和多用途Internet邮件扩展（MIME）[RFC2045]来传送。

客户端请求消息

客户端发送一个HTTP请求到服务器的请求消息包括以下格式：请求行（request line）、请求头部（header）、空行和请求数据四个部分组成，下图给出了请求报文的一般格式。

服务器响应消息

HTTP响应也由四个部分组成，分别是：状态行、消息报头、空行和响应正文。

HTTP请求方法

根据HTTP标准，HTTP请求可以使用多种请求方法。

HTTP1.0定义了三种请求方法： GET, POST 和 HEAD方法。

HTTP1.1新增了五种请求方法：OPTIONS, PUT, DELETE, TRACE 和 CONNECT 方法。

HTTP 请求头各字段解释 / 响应头信息

请求头各字段解释

HTTP 响应头信息

HTTP 状态码

当浏览者访问一个网页时，浏览者的浏览器会向网页所在服务器发出请求。当浏览器接收并显示网页前，此网页所在的服务器会返回一个包含HTTP状态码的信息头（server header）用以响应浏览器的请求。

HTTP状态码的英文为HTTP Status Code。

下面是常见的HTTP状态码：

• 200 - 请求成功
• 301 - 资源（网页等）被永久转移到其它URL
• 404 - 请求的资源（网页等）不存在
• 500 - 内部服务器错误

HTTP状态码由三个十进制数字组成，第一个十进制数字定义了状态码的类型，后两个数字没有分类的作用。HTTP状态码共分为5种类型：

HTTP状态码分类:

HTTP状态码列表 1- & 2-

HTTP状态码列表 3-

HTTP状态码列表 4-

HTTP状态码列表 5-

HTTP content-type

Content-Type，内容类型，一般是指网页中存在的Content-Type，用于定义网络文件的类型和网页的编码，决定浏览器将以什么形式、什么编码读取这个文件，这就是经常看到一些Asp网页点击的结果却是下载到的一个文件或一张图片的原因。

TCP/IP

什么是 TCP/IP？

TCP/IP 是用于因特网 (Internet) 的通信协议。

• TCP/IP 是供已连接因特网的计算机进行通信的通信协议。
• TCP/IP 指传输控制协议/网际协议（Transmission Control Protocol / Internet Protocol）。
• TCP/IP 定义了电子设备（比如计算机）如何连入因特网，以及数据如何在它们之间传输的标准。

计算机通信协议（Computer Communication Protocol）
计算机通信协议是对那些计算机必须遵守以便彼此通信的的规则的描述。

在 TCP/IP 中包含一系列用于处理数据通信的协议：

• TCP (传输控制协议) - 应用程序之间通信
• UDP (用户数据包协议) - 应用程序之间的简单通信
• IP (网际协议) - 计算机之间的通信
• ICMP (因特网消息控制协议) - 针对错误和状态
• DHCP (动态主机配置协议) - 针对动态寻址

TCP

• TCP是面向连接的通信协议，通过三次握手建立连接，通讯完成时要拆除连接，由于TCP是面向连接的所以只能用于端到端的通讯。

• TCP提供的是一种可靠的数据流服务，采用“带重传的肯定确认”技术来实现传输的可靠性。TCP还采用一种称为“滑动窗口”的方式进行流量控制，所谓窗口实际表示接收能力，用以限制发送方的发送速度。

• 如果IP数据包中有已经封好的TCP数据包，那么IP将把它们向‘上’传送到TCP层。TCP将包排序并进行错误检查，同时实现虚电路间的连接。TCP数据包中包括序号和确认，所以未按照顺序收到的包可以被排序，而损坏的包可以被重传。

• TCP将它的信息送到更高层的应用程序，例如Telnet的服务程序和客户程序。应用程序轮流将信息送回TCP层，TCP层便将它们向下传送到IP层，设备驱动程序和物理介质，最后到接收方。

• 面向连接的服务（例如Telnet、FTP、rlogin、X Windows和SMTP）需要高度的可靠性，所以它们使用了TCP。DNS在某些情况下使用TCP（发送和接收域名数据库），但使用UDP传送有关单个主机的信息。

UDP

• UDP是面向无连接的通讯协议，UDP数据包括目的端口号和源端口号信息，由于通讯不需要连接，所以可以实现广播发送。

• UDP通讯时不需要接收方确认，属于不可靠的传输，可能会出现丢包现象，实际应用中要求程序员编程验证。

• UDP与TCP位于同一层，但它不管数据包的顺序、错误或重发。因此，UDP不被应用于那些使用虚电路的面向连接的服务，UDP主要用于那些面向查询—应答的服务，例如NFS。相对于FTP或Telnet，这些服务需要交换的信息量较小。使用UDP的服务包括NTP（网络时间协议）和DNS（DNS也使用TCP）。

• 欺骗UDP包比欺骗TCP包更容易，因为UDP没有建立初始化连接（也可以称为握手）（因为在两个系统间没有虚电路），也就是说，与UDP相关的服务面临着更大的危险。

ICMP

• ICMP与IP位于同一层，它被用来传送IP的控制信息。它主要是用来提供有关通向目的地址的路径信息。ICMP的‘Redirect’信息通知主机通向其他系统的更准确的路径，而‘Unreachable’信息则指出路径有问题。另外，如果路径不可用了，ICMP可以使TCP连接‘体面地’终止。PING是最常用的基于ICMP的服务。

TCP 使用固定的连接

• TCP 用于应用程序之间的通信。

• 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。

• 这个全双工的通信将占用两个计算机之间的通信线路，直到它被一方或双方关闭为止。

• UDP 和 TCP 很相似，但是更简单，同时可靠性低于 TCP。

IP 是无连接的

• IP 用于计算机之间的通信。

• IP 是无连接的通信协议。它不会占用两个正在通信的计算机之间的通信线路。这样，IP 就降低了对网络线路的需求。每条线可以同时满足许多不同的计算机之间的通信需要。

• 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 路由器

• 当一个 IP 包从一台计算机被发送，它会到达一个 IP 路由器。

• IP 路由器负责将这个包路由至它的目的地，直接地或者通过其他的路由器。

• 在一个相同的通信中，一个包所经由的路径可能会和其他的包不同。而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。

TCP/IP

1. TCP/IP 意味着 TCP 和 IP 在一起协同工作。

2. TCP 负责应用软件（比如您的浏览器）和网络软件之间的通信。

3. IP 负责计算机之间的通信。

4. TCP 负责将数据分割并装入 IP 包，然后在它们到达的时候重新组合它们。

5. IP 负责将包发送至接受者。

TCP/IP 网络协议栈架构

OSI七层模型对应TCP/IP四层模型的图：

• 第一层；物理层：主要用来定义物理设备标准。它的主要作用是用来传输比特流（就是由1、0转化为电流强弱来进行传输,到达目的地后在转化为一、零，也就是我们常说的数模转换与模数转换），这一层的数据就叫做比特。

• 第二层；数据链路层：定义了如何让格式化数据进行传输，以及如何让控制对物理介质进行访问，这一层通常还会提供错误检测和纠正，以确保数据的可靠传输。

• 第三层；网络层：对位于不同地理位置的网络中的两个主机系统之间提供连接和路径选择，Internet的发展使得从世界各站点访问信息的用户数量大大增加，而网络层正是管理这些连接的层次。

• 第四层；传输层：定义了一些传输数据的协议和端口号（WWW端口80等），它的作用主要是将从下层接收到的数据进行分段和传输，到达目的地址后再将数据进行重组，常常把这一层数据叫做段。

• 第五层；会话层：通过传输层（端口号：传输端口与接收端口）建立数据传输的通路，主要是在系统之间发起会话或者接受会话请求（设备之间需要互相认识可以是IP也可以是MAC或者是主机名）。

• 第六层；表示层：可以确保一个系统的应用层所发送的信息可以被另一个系统的应用层读取。例如，PC程序与另一台计算机进行通信，其中一台计算机使用扩展二一十进制交换码（EBCDIC），而另一台则使用美国信息交换标准码（ASCII）来表示相同的字符。如果有必要，表示层会通过使用一种通格式从而来实现多种数据格式之间的转换。

• 第七层；应用层： 是最靠近用户的OSI层，这一层作为用户的应用程序（例如电子邮件、文件传输和终端仿真）来提供网络服务。

TCP/IP四层模型

(1)应用层：应用程序通过这一层访问网络，常见 FTP、HTTP、DNS 和 TELNET 协议；

(2)传输层：TCP 协议和 UDP 协议；

(3)网络层：IP 协议，ARP、RARP 协议，ICMP 协议等；

(4)网络接口层：是 TCP/IP 协议的基层，负责数据帧的发送和接收。

TCP/IP网络基础

IP 地址
网络上每一个节点都必须有一个独立的 IP 地址，通常使用的 IP 地址是一个 32bit 的数字，被分成 4 组，例如，255.255.255.255 就是一个 IP 地址。IP地址就是计算机网络组成的最小单位。

在 Linux 系统中，可以用 ifconfig -a 命令查看自己的 IP 地址，windows的DOS中可以用ipconfig查看

域名
用 12 位数字组成的 IP 地址，在实际应用时，用户一般不需要记住 IP 地址，互联网给每个 IP 地址起了一个别名，习惯上称作域名。

可以使用命令 nslookup 或者 ping 在Linux中查看与域名相对应的 IP 地址。

MAC 地址
MAC（Media Access Control）地址，或称为物理地址、硬件地址，用来定义互联网中设备的位置。

在 TCP/IP 层次模型中，网络层管理 IP 地址，链路层则负责 MAC 地址。因此每个网络位置会有一个专属于它的 IP 地址，而每个主机会有一个专属于它 MAC 地址。

TCP/IP 寻址

TCP/IP 使用 32 个比特或者 4 组 0 到 255 之间的数字来为计算机编址。

IP地址
每个计算机必须有一个 IP 地址才能够连入因特网。

每个 IP 包必须有一个地址才能够发送到另一台计算机。

IP 地址包含 4 组数字：
TCP/IP 使用 4 组数字来为计算机编址。每个计算机必须有一个唯一的 4 组数字的地址。

每组数字必须在 0 到 255 之间，并由点号隔开，比如：192.168.1.60。

32 比特 = 4 字节
TCP/IP 使用 32 个比特来编址。一个计算机字节是 8 比特。所以 TCP/IP 使用了 4 个字节。

一个计算机字节可以包含 256 个不同的值：

00000000、00000001、00000010、00000011、00000100、00000101、00000110、00000111、00001000 … 直到 11111111。

现在，您应该知道了为什么 TCP/IP 地址是介于 0 到 255 之间的 4 组数字。

IPv6 是 “Internet Protocol Version 6” 的缩写，也被称作下一代互联网协议，它是由 IETF 小组（Internet 工程任务组Internet Engineering Task Force）设计的用来替代现行的 IPv4（现行的）协议的一种新的 IP 协议。

我们知道，Internet 的主机都有一个唯一的 IP 地址，IP 地址用一个 32 位二进制的数表示一个主机号码，但 32 位地址资源有限，已经不能满足用户的需求了，因此 Internet 研究组织发布新的主机标识方法，即 IPv6。

在 RFC1884 中（RFC 是 Request for Comments document 的缩写。RFC 实际上就是 Internet 有关服务的一些标准），规定的标准语法建议把 IPv6 地址的 128 位（16 个字节）写成 8 个 16 位的无符号整数，每个整数用 4 个十六进制位表示，这些数之间用冒号（:）分开，例如：

686E：8C64：FFFF：FFFF：0：1180：96A：FFFF

冒号十六进制记法允许零压缩，即一串连续的0可以用一对冒号取代，例如：

FF05：0：0：0：0：0：0：B3可以定成：FF05：：B3

为了保证零压缩有一个清晰的解释，建议中规定，在任一地址中，只能使用一次零压缩。该技术对已建议的分配策略特别有用，因为会有许多地址包含连续的零串。

冒号十六进制记法结合有点十进制记法的后缀。这种结合在IPv4向IPv6换阶段特别有用。例如，下面的串是一个合法的冒号十六进制记法：

0：0：0：0：0：0：128.10.1.1

这种记法中，虽然冒号所分隔的每一个值是一个16位的量，但每个分点十进制部分的值则指明一个字节的值。再使用零压缩即可得出：

：：128.10.1.1