【20190220】HTTP-知识点整理：TCP/IP与HTTP

TCP/IP是互联网相关的各类协议族的总称，HTTP属于它内部的一个子集。

一、TCP/TP的分层管理

1. 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。HTTP协议也处于该层。

• DNS服务：提供域名到 IP 地址之间的解析服务。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。而计算机更擅长处理一长串数字的IP地址，为了解决IP地址与域名之间互相转换的问题，DNS 服务应运而生。

2. 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。该层包括TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）和 UDP（User Data Protocol，用户数据报协议）。

• TCP协议：提供可靠的字节流服务。首先，为了方便传输，将大块数据分割成以报文段（segment）为单位的数据包进行管理。然后采用三次握手（three-way handshaking）策略等手段确保数据能到达目标。

三次握手策略：握手过程中使用了 TCP 的标志（flag） —— SYN（synchronize） 和ACK（acknowledgement）。发送端首先发送一个带 SYN 标志的数据包给对方。接收端收到后，回传一个带有 SYN/ACK 标志的数据包以示传达确认信息。最后，发送端再回传一个带 ACK 标志的数据包，代表“握手”结束。若在握手过程中某个阶段莫名中断，TCP 协议会再次以相同的顺序发送相同的数据包。

3. 网络层（网络互联层）

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。IP协议属于该层。

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。

• IP协议：IP 协议的作用是把各种数据包传送给对方。而要保证确实传送到对方那里，则需要满足各类条件。其中两个重要的条件是 IP 地址和 MAC地址（Media Access Control Address）。

IP 地址指明了节点被分配到的地址，MAC 地址是指网卡所属的固定地址。IP 地址可变换，但 MAC地址基本上不会更改。在网络上，通信的双方在同一局域网（LAN）内的情况是很少的，通常是经过多台计算机和网络设备中转才能连接到对方。而在进行中转时，会利用下一站中转设备的 MAC地址来搜索下一个中转目标。这时，会采用 ARP 协议（Address Resolution Protocol）。

• ARP协议：一种用以解析地址的协议，根据通信方的 IP 地址就可以反查出对应的 MAC 地址。

4. 链路层（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。

二、TCP/IP的通信传输

利用TCP/IP协议族进行网络通信时，会通过分层顺序与对方进行通信。发送端从应用层往下走，接收端往上走到应用层。

如客户端在应用层发出一个HTTP请求报文，每向下通过一层则在HTTP数据上加上一个该层所属的首部信息。而接收端从链路层接收到数据后，每向上一层则会把对应的首部消去，最后传输到应用层才是真正的HTTP请求。

三、各种协议与HTTP协议的关系