HTTP基础(一):TCP/IP概述

一、网络协议

到底什么叫网络协议呢？
我们举个例子说明：我们国家有很多方言，一个人说四川话，另一个人说东北话，如果这两个人都不懂对方的方言，这两个人就没办法交流了。于是我们规定一种官方的语言（普通话），大家都用这种语言交流。

类似的，不同的计算机可能安装了不同的操作系统，有不同的硬件等等，为了让它们能互相沟通，我们也制定一种官方语言/规则(协议)，只要他们都遵守网络协议的规则发送和接收信息，那么他们之间就可以进行通信。

网络协议实际上就是为了解决计算机之间的沟通(数据交换)问题制定的一系列规则、标准或约定。如图所示：

网络协议

我们把与互联网相关联的协议集合起来总称为TCP/IP。

二、TCP/IP分层模型

TCP/IP协议族分为以下四层：

TCP/IP分层模型

如何理解分层模型？我们可以将分层理解为一种封装。

1.理解分层

应用层向用户提供服务。比如HTTP协议，它只处理客户端请求和服务的反馈，至于如何为两台计算机建立连接，它并不关心，而是直接把任务扔给下级(传输层TCP)：

应用层之间是一种虚拟连接

以传输层TCP为例：它主要功能是提供两台计算机之间的数据传输服务。
建立连接后上层（老大）要传什么文件，它是不知道的。
建立连接的数据包怎么走，也就是数据在网络上的通路的选择（经过多个中转找到目标计算机），它直接甩锅给下级去干了（也可以理解为调用下级的接口）。

所以，分层模型的封装指的是使用下层提供的服务（接口），实现自己的功能，为上层提供接口。

2.各层功能

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。
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。
3. 网络层
   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。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。
4. 链路层
   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（NetworkInterfaceCard，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。

3.举例说明

举个例子类比一下网络分层：
比如你打电话给你的朋友。

你和你的朋友类比为应用层。你们之间聊天的话题，说什么，怎么回复。这就是你们（应用层）关心的话题（服务）。至于怎么打通你朋友的电话，你只需要知道朋友的电话号码（IP地址）就行了。其他的就交给电话了，只需要拨号，朋友那边就能收到通话请求，接通了，你们就可以通话了。

传输层：电话的功能就是用来提供通话服务的，它关心的是，拨号之后开始呼叫，接通了之后要保证通话畅通。至于怎么通过电话号码找到另一台电话，以及声音怎么传输，它移交给了电话转接中心。

网络层：电话转接中心负责声音怎么传输，怎么通过一个个转接中心找到这个号码的手机。物理层的一些处理，比如声音实际的转码，电流的传输。它也需要移交给实际的中转设备。

链路层：这条通话路线经过的各种设备（信号塔，卫星等），都属于链路层。

4.数据流动

发送端在层与层之间传输数据时，每经过一层时必定会被打上一个该层所属的首部信息。反之，接收端在层与层传输数据时，每经过一层时会把对应的首部消去：

数据流动

三、使用ARP协议和路由选择协议进行通信

1.ARP协议

ARP协议参考这篇文章：[图解]ARP协议（一）
这里简单介绍一下：
之前我们说了，http数据在经过每一层时都会被打上一个该层所属的首部信息。比如经过传输层会被打上TCP首部（本机IP地址、目标IP地址），经过网络层会被打上IP首部（本机MAC地址、目标MAC地址）。

不知道MAC地址无法通信

注意，这里有一个问题：我只知道目标的IP地址，我不知道MAC地址啊！那怎么办呢？ARP协议就是用来获取MAC地址的：

ARP协议获取MAC地址

首先，在本机的ARP缓存表查询有没有记录目标ip对应的MAC地址，如果有，就找到了，没有的话，问一下局域网里面的计算机，有没有哪一个是这个ip地址。（方法是向局域网广播消息，如果有这个ip地址的电脑收到了消息，会根据广播里面的“自我介绍”：我的ip是XXX,MAC地址是XXX返回自己的IP和MAC地址）。

但是很少会遇到要访问的计算机恰好就在局域网的情况。所有如果本地又没有记录，局域网又没有。怎么办呢，这时候我们之间填写局域网网关的MAC地址。（获取方法同上）。这样就把数据包传输给了网关。我们就不管了（甩锅~）。

2.路由选择协议

在到达通信目标前的中转过程中，那些计算机和路由器等网络设备只能获悉很粗略的传输路线。
这种机制称为路由选择（routing），有点像快递公司的送货过程。想要寄快递的人，只要将自己的货物送到集散中心，就可以知道快递公司是否肯收件发货，该快递公司的集散中心检查货物的送达地址，明确下站该送往哪个区域的集散中心。接着，那个区域的集散中心自会判断是否能送到对方的家中。

路由选择中转

四、DNS服务（域名解析）

计算机既可以被赋予IP地址，也可以被赋予主机名和域名。比如www.hackr.jp。
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。因为与IP地址的一组纯数字相比，用字母配合数字的表示形式来指定计算机名更符合人类的记忆习惯。
但要让计算机去理解名称，相对而言就变得困难了。因为计算机更擅长处理一长串数字。
为了解决上述的问题，DNS服务应运而生。DNS协议提供通过域名查找IP地址，或逆向从IP地址反查域名的服务。

DNS服务

五、各种协议与HTTP协议的关系

各种协议与HTTP协议的关系