【数据采集与集成】实验-万维网运行原理分析

实验目的

本实验的主要目的是通过对特定网站的分析，深入了解万维网的运行原理和相关技术，以及通过使用抓包工具采集HTTP协议包并进行分析，实现以下几个具体目标：

深入了解万维网的结构、原理和相关技术：通过分析特定网站，探讨万维网的构建和运行原理，包括网络拓扑结构、分布式系统、域名系统（DNS）、IP地址分配等方面的知识。

深入了解并掌握WEB页面的组成：通过分析特定网站的页面，学习了解WEB页面的基本组成部分，包括HTML、CSS、JavaScript等前端技术，以及后端技术如服务器端脚本、数据库等。

深入了解并掌握HTTP协议：通过使用抓包工具采集HTTP协议包，并对其进行详细分析，探讨HTTP协议的工作原理、请求响应过程、状态码的含义以及常见的HTTP头部字段等关键知识点，从而更好地理解网站之间的通信和数据传输过程。

本实验能够让我深刻理解万维网的运行机制和相关技术，为进一步学习和应用网络和Web开发领域的知识打下坚实的基础。同时，通过实际操作和分析，我将能够更好地理解抽象的网络概念，并具备分析和解决网络问题的能力。

实验内容

在本实验中，我们将通过对一个特定网站的深入分析，探索并理解万维网的运行原理以及与之相关的技术，尤其是HTTP协议的工作机制。具体而言，本实验将包括以下主要内容：

1. 选择特定网站：首先，我们会选择一个特定的网站作为我们的研究对象。这个选择的网站将成为我们实验的核心，通过分析它，我们将深入了解该网站的运行方式以及所用的技术。
2. 登录并操作网站：在选择的网站上进行登录并执行多种操作，例如浏览不同页面、进行搜索、点击链接或提交表单等。这些操作将生成多个HTTP请求，有助于我们观察网站行为和与之相关的HTTP通信。
3. 使用浏览器开发者工具：我们将利用浏览器的开发者工具，特别是网络面板，以捕获和查看与所选网站之间的HTTP通信内容。通过这些工具，我们可以详细分析HTTP请求和响应，以便深入了解数据交换过程。
4. 绘制网络拓扑和数据流向：基于我们观察到的网络通信情况，我们将绘制一个网络拓扑图，清晰展示各组成部分之间的连接关系。此外，我们还会标示数据流向，包括数据是如何在浏览器、协议、服务器之间流动的。
5. 分析单个网页的组成：我们将仔细分析所选网站中的一个单独网页，包括其HTML组成要素，如页面结构、标签、CSS样式等。这将帮助我们理解前端构建。
6. HTTP协议分析：对所选网站的HTTP协议进行深入分析，包括请求报文和应答报文的结构和内容。特别关注报文中的关键点，例如请求方法、URL、状态码、响应数据等，以深入理解网站与客户端之间的通信细节。

实验步骤

网址的选取

本次实验选择了 https://stackoverflow.com/ 作为实验的研究对象。Stack Overflow是一个知名的问答网站，广泛用于程序员和开发者社区。这个选择的网站具有丰富的内容和复杂的前后端技术，适合用于深入了解万维网的运行原理和相关技术。

在Edge浏览器中输入网址：首先，我们在Edge浏览器的地址栏中输入了 https://stackoverflow.com/ 网址，以便进入该网站的主页。

进入页面：浏览器会加载并呈现Stack Overflow的主页，这是一个动态的网页，包含了各种问题、答案以及与开发者社区相关的信息。

打开开发者工具：我们通过浏览器的开发者工具来捕获和分析与网站之间的HTTP通信。在Edge浏览器中，可以通过按下F12键或右键点击页面并选择“检查”来打开开发者工具。

刷新页面：在开发者工具打开的情况下，我们刷新了Stack Overflow的主页。这一步操作会触发新的HTTP请求，包括页面的资源加载和数据请求，这些请求将在后续的分析中被详细研究。

通过这些操作，我们进入了Stack Overflow网站，启用了开发者工具，准备开始对该网站的HTTP通信和页面结构进行深入分析，以更好地理解万维网的运行原理和相关技术。

分析网络拓扑和数据流向

拓扑图见下方实验内容部分

分析网页组成

在开发者工具中打开元素标签，便可以对网页的html组成进行查看。分析结果见下方实验内容部分

分析HTTP协议

为了更深入地理解网站的运行原理，我们在开发者工具中打开了Network标签，通过以下步骤查看Stack Overflow网站的HTTP协议细节：

1. 打开Network标签：在开发者工具中，我们点击了Network标签，以便监视所有与网站之间的网络请求和响应。
2. 刷新页面：随后，我们执行了页面的刷新操作，这导致浏览器向Stack Overflow网站发送了多个HTTP请求，以获取页面所需的资源和数据。
3. 找到https://stackoverflow.com/：在Network标签中，我们可以看到多个请求列表，其中包括与Stack Overflow网站相关的请求。我们找到了名为https://stackoverflow.com/的请求，这是对网站主页的请求。
4. 点击Headers：为了查看HTTP协议的详细信息，我们点击了https://stackoverflow.com/请求下的Headers选项。这一步骤将显示该请求的HTTP头部信息，包括请求头和响应头。

实验结果

网络拓扑和数据流向

网页组成分析

首先，在这个HTML网页中，标签通常用于包含文档的元数据信息，例如页面的标题和字符集设置。而标签则用于包含网页的实际内容，例如文本、图像、链接和其他媒体元素。

在标签内，通常会包含标签来定义字符集和其他元数据。这些元数据可以帮助浏览器正确地渲染网页，并让搜索引擎更好地理解网页的内容。此外，标签还可以包含标签，用于引用外部样式表（CSS）和图标。

在标签内，网页的实际内容开始展现。这可能包括文章的主要文本，段落，标题，以及图像、视频和音频等多媒体元素。链接也经常出现在标签内，以便用户可以导航到其他网页。

网页的语言设置（lang="en"）非常重要，因为它有助于浏览器和搜索引擎正确地解释和呈现文本。

先看子标签head，子标签通常包含了网页的元信息和资源链接。以下是标签中可能包含的一些子标签及其作用：