透视HTTP协议- chapter four ＜与HTTP相关的各种协议＞

来源: 极客时间

作者: 罗剑锋（Chrono） 前奇虎 360 技术专家，Nginx/OpenResty 开源项目贡献者

前言：本章承接上半部分继续剖析了HTTP协议的构成, 上下层，子协议以及一些附属内容。

---

TCP/IP

TCP/IP协议实际上是一系列协议的统称, 其中最核心的是TCP和IP，其它的还有ICMP、UDP、ARP等。共同构成了一个复杂但有层次的协议栈。

这个协议栈一共有四层: 应用层->传输层TCP->网际层IP->链接层。

IP - Internet Protocol 

主要的目的是解决路由和寻址问题, 以及如何在两点间传输数据包。

对比一下现实中的电话系统, 你要用一台设备向另一台设备打电话，需要做的是用你设备上的手机号拨打另一台设备的手机号。这里的手机号就类比IP，起到了定位设备的作用; 对于你的设备而言手机号就是路由，对于另一台设备而言，你打过来就是一个寻址的动作。

tips: 在上一个网络版本, 用的是ipv4， 也就是2^32次方来约定每台计算机的ip，现在ipv4的42亿可分配地址已经快要耗尽了, 所以当下又引入了ipv6的概念

即2^128次方，按照现在的消耗速度, 应该还可以支持几十年。

TCP - Transmission Control Protocol - 传输控制协议

TCP位于IP协议之上, 基于IP协议提供可靠的、字节流形式的通信,是HTTP协议得以实现的基础。

tips: 这里的字节流,不是我们常规意识形态中的纯文本，而是包含了文本、图片、视频等诸多媒体形式的二进制字节文件流。

<可靠>是保证数据不丢失, <字节流>是指保证数据完整，所以TCP协议的两端可以如同操作文件一样访问传输的数据，就像是读写在一个密闭管道里流动的<字节>。

tips: HTTP是一个传输协议, 但是它不关心寻址、路由、数据完整性等传输细节，而是把这些工作都交给下层处理。因为互联网上最流行的是 TCP/IP 协议，而它刚好满足 HTTP 的要求，所以互联网上的 HTTP 协议就运行在了 TCP/IP 上，HTTP 也就可以更准确地称为“HTTP over TCP/IP”。

DNS - Domain Name System - 域名系统 

用有意义的名字来作为 IP 地址的等价替代。设想一下，你是愿意记“95.211.80.227”这样枯燥的数字，还是“nginx.org”这样的词组呢？

在 DNS 中，“域名”（Domain Name）又称为“主机名”（Host），为了更好地标记不同国家或组织的主机，让名字更好记，所以被设计成了一个有层次的结构。

域名用“.”分隔成多个单词，级别从左到右逐级升高，最右边的被称为“顶级域名”。对于顶级域名，可能你随口就能说出几个，例如表示商业公司的“com”、表示教育机构的“edu”，表示国家的“cn”“uk”等。

但想要使用 TCP/IP 协议来通信仍然要使用 IP 地址，所以需要把域名做一个转换，“映射”到它的真实 IP，这就是所谓的“域名解析”。

继续用刚才的打电话做个比喻，你想要打电话给小明，但不知道电话号码，就得在手机里的号码簿里一项一项地找，直到找到小明那一条记录，然后才能查到号码。这里的“小明”就相当于域名，而“电话号码”就相当于 IP 地址，这个查找的过程就是域名解析。

域名解析的实际操作要比刚才的例子复杂很多，因为互联网上的电脑实在是太多了。目前全世界有 13 组根 DNS 服务器，下面再有许多的顶级 DNS、权威 DNS 和更小的本地 DNS，逐层递归地实现域名查询。

HTTP 协议中并没有明确要求必须使用 DNS，但实际上为了方便访问互联网上的 Web 服务器，通常都会使用 DNS 来定位或标记主机名，间接地把 DNS 与 HTTP 绑在了一起。

URI/URL - Uniform Resource Identifier(统一资源标识符)/Uniform Resource Locator(统一资源定位符)

URI：使用它就能够唯一地标记互联网上资源。

URL：我们俗称的“网址”，它实际上是 URI 的一个子集，不过因为这两者几乎是相同的，差异不大，所以通常不会做严格的区分。

举个：

大脑和心脏都要跳动的97_97pra_CSDN博客-JavaScript相关,小程序相关,js高级程序设计第四版领域博主97pra擅长JavaScript相关,小程序相关,js高级程序设计第四版,等方面的知识,97pra关注前端框架,css,node.js,webpack,es6,https,typescript,小程序领域.https://blog.csdn.net/zxc123789tm

 就拿我的主页举例, 你可以看到，URI 主要有三个基本的部分构成：

1. 协议名：即访问资源所用的协议。在这里是https。

2. 主机名：即互联网上主机的标记，可以是域名或IP。在这里是blog.csdn.net。

3. 路径：即资源在主机上的位置，多级用'/'分割。这里是 /zxc123789tm。

还是用打电话来做比喻，你通过电话簿找到了小明，让他把昨天做好的宣传文案快递过来。那么这个过程中你就完成了一次 URI 资源访问，“小明”就是“主机名”，“昨天做好的宣传文案”就是“路径”，而“快递”，就是你要访问这个资源的“协议名”。

HTTPS - HTTP over SSL/TLS - 运行在 SSL/TLS 协议上的 HTTP

https的诞生是基于http的低安全性。

我们来设想一下，http基于TCP/IP、DNS、URI这些协议得以在网络上肆意纵横，不意味着它是绝对安全的。因为网络非清净之地，到处都充斥着垃圾程序、木马、病毒这些随时可能会拦截http的坏蛋。为了提升http的安全性, https就出现了。

SSL/T LS 是一个负责加密通信的安全协议，建立在 TCP/IP 之上，所以也是个可靠的传输协议，可以被用作 HTTP 的下层。

SSL 的全称是“Secure Socket Layer”，由网景公司发明，当发展到 3.0 时被标准化，改名为 TLS，即“Transport Layer Security”，但由于历史的原因还是有很多人称之为 SSL/TLS，或者直接简称为 SSL。

SSL 使用了许多密码学最先进的研究成果，综合了对称加密、非对称加密、摘要算法、数字签名、数字证书等技术，能够在不安全的环境中为通信的双方创建出一个秘密的、安全的传输通道，为 HTTP 套上一副坚固的盔甲。

你可以在今后上网时留心看一下浏览器地址栏，如果有一个小锁头标志，那就表明网站启用了安全的 HTTPS 协议，而 URI 里的协议名，也从“http”变成了“https”。

Proxy - 代理

代理（Proxy）是 HTTP 协议中请求方和应答方中间的一个环节，作为“中转站”，既可以转发客户端的请求，也可以转发服务器的应答。

常见的代理有几种：

1. 匿名代理：完全“隐匿”了被代理的机器，外界看到的只是代理服务器；
2. 透明代理：顾名思义，它在传输过程中是“透明开放”的，外界既知道代理，也知道客户端；
3. 正向代理：靠近客户端，代表客户端向服务器发送请求；
4. 反向代理：靠近服务器端，代表服务器响应客户端的请求；

由于代理在传输过程中插入了一个“中间层”，所以可以在这个环节做很多有意思的事情，比如：

1. 负载均衡：把访问请求均匀分散到多台机器，实现访问集群化；
2. 内容缓存：暂存上下行的数据，减轻后端的压力；
3. 安全防护：隐匿 IP, 使用 WAF 等工具抵御网络攻击，保护被代理的机器；
4. 数据处理：提供压缩、加密等额外的功能； 

关于 HTTP 的代理还有一个特殊的“代理协议”（proxy protocol），它由知名的代理软件 HAProxy 制订，但并不是 RFC 标准。