【计网】网络分层模型和http协议-编程实验室

前言

计算机网络是一个复杂的系统，采取分层的结构，可以将复杂系统分解为可管理的模块。每层模块专注解决特定问题，使其各司其职，便于管理维护。

在网络分层模型中，每个分层都接收由它下一层所提供的特定服务，并且负责为自己的上一层提供特定的服务。上下层之间进行交互时所遵循的约定叫做接口；同一层之间的交互所遵循的约定叫做协议。

一.五层网络模型

网络模型分四层，五层，七层。但我们主要以四层或者五层为主。

五层网络模型如下：

第一层：物理层，将0,1比特流与电压，光等传输方式之间进行互换，实现计算机节点之间比特流的传输。

第二层：数据链路层：负责物理层面上互连的节点之间的通信传输，将01序列划分为有意义的数据

帧发送给对端。

第三层：网络层：将数据传送到目标地址，判断经过哪个路由传送到目标地址。负责寻址和路由选择。

第四层：传输层：管理两个节点之间的数据传送，保证数据传送可靠。

第五层：应用层：为应用程序提供服务并规定应用程序中通信的细节，规定协议。

二.数据的传送

发送方从第五层应用层到第一层物理层从上到下按照顺序传输数据，接收方从一层到五层从下到上传输数据。

每个分层在处理由上一层传过来的数据时附上当前分层的首部信息，一层一层往下传进行封装。然后接收端对收到的数据进行解封装，最终将发送端的数据恢复为原状。

三.应用层协议

1.URL

URL（uniform resource locator，统一资源定位符）用于定位网络服务。

URL是一个固定格式的字符串

它表达了：

从网络中的哪台计算机（domain）中的哪个程序（port）寻找哪个服务（path），并注明了获取服务的具体细节（path），以及要用什么样的协议通信（schema）。

这里面包含了一些细节：

当协议是 http 端口为 80 时，端口可以省略
当协议是 https 端口为 443 时，端口可以省略
schema,domain,path 是必填的，其他的根据具体的要求填写

2.HTTP协议

HTTP超文本传输协议（Hyper Text Transfer Protocol，HTTP）是一个广泛运用于互联网的应用层协议。

该协议规定了两个方面的内容：

传递消息的模式
传递消息的格式

传递消息的模式：

HTTP使用一种极为简单的消息传递模式，「请求-响应」模式，并且HTTP是无状态协议，意味着服务器不会在两个请求之间保留任何数据（状态）。

发起请求的称之为客户端，接收请求并完成响应的称之为服务器。

「请求-响应」完成后，一次交互结束。

传递消息的格式：

HTTP的消息格式是一种纯文本的格式，文本分为三个部分：

3.HTTP报文

HTTP报文分为请求报文和响应报文两种类型，每种都有其特定的格式。

3.1请求报文

HTTP请求由请求行，请求头，空行，请求体构成。（请求头和请求体之间必须有空行，即使请求没有请求体，也要有空行！）

1.请求行：

请求行包含三要素：请求方法，URL，HTTP版本。

一个请求方法：一个动词（像GET,PUT,POST等),或者一个名词（HEAD或OPTIONS），描述要执行的动作。
请求目标：通常是一个URL，或者是协议，端口和域名的绝对路径
HTTP版本：定义了剩余报文的结构，作为对期望的响应版本的指示符。

在HTTP协议中，请求方法仅有语义的区别，只是表达了这次请求的「愿望」。

比如GET表达了客户端想要获取一些东西，POST表达了客户端想要提交一些东西。

常见的请求方法有：

GET：获取
POST：提交
PUT：修改
DELETE：删除

2.请求头-host：

请求头由一系列的键值对组成，允许客户端向服务器端发送一些附加信息或者客户端自身的信息，如用户代理（User-Agent）、接受的内容类型（Accept）、身份验证凭证（Authorization）等。

常见的请求头如下：

User-Agent：标识客户端使用的浏览器和操作系统信息。
Accept：指定客户端能够处理的内容类型，即可接受的媒体类型。
Content-Type：指定请求体中的数据格式类型。常见的取值有text/html、application/json、application/x-www-form-urlencoded等。
Authorization：用于进行身份验证的凭证信息。常见的取值有Bearer Token、Basic Authentication等。
Cookie：包含来自客户端的Cookie信息。
Referer：指示当前请求是从哪个URL页面发起的。
Host：指定服务器的域名或IP地址。
X-Requested-With：指示请求是否由Ajax发起的。通常在Ajax请求中会设置该头部字段，取值为"XMLHttpRequest"。
Content-Length：指定请求体的长度。
Cache-Control：控制缓存行为的指令。用于指定客户端和代理服务器如何缓存响应。

Content-Type标注了附带的请求体是什么格式。

比如，请求体的数据为 loginId:admin,loginPwd:123456 请求体可以用不同的格式发出

Content-Type: application/x-www-form-urlencoded
loginId=admin&loginPwd=123123

Content-Type: application/json
{ "loginId": "admin", "loginPwd": "123123" }

3.请求体-body：

请求体只有在发送POST请求时才会有请求体，GET方法没有请求体。

3.2 响应报文

响应报文也由四个部分组成：状态行，响应头，空行，响应体。

1.状态行：

状态行也由三部分组成：包括HTTP版本，状态码，以及对状态码的文本描述。

常见的响应码如下：

常见的状态码有：

200 OK：一切正常。
301 Moved Permanently：资源已被永久重定向。所请求的页面已经转移至新的地址，地址放到响应头的Location了。
302 Found：资源已被临时重定向。所请求的页面已经临时转移至新的 URL 。地址同样放到响应头的Location了。
304 Not Modified：文档内容未被修改。客户端有缓冲的文档并发出了一个条件性的请求，服务器已收到请求，但由于文档未修改，所以服务器想告诉客户，原来缓冲的文档还可以继续使用。
400 Bad Request：语义有误，当前请求无法被服务器理解。一般是请求的代码语法写错。
401 未授权：合法请求，但对被请求页面的访问被禁止。因为被请求的页面需要身份验证，客户端没有提供或者身份验证失败。
403 Forbidden：服务器拒绝执行。合法请求，但对被请求页面的访问被禁止。
404 Not Found：资源不存在。服务器无法找到被请求的页面。
500 Internal Server Error：服务器内部错误。

2.响应头：

响应头由一系列的键值对组成，用于描述服务器的基本信息，以及数据的描述，服务器通过这些数据的描述信息，可以通知客户端如何处理等一会儿它响应回来的数据。

常见的响应头如下：

Accept-Patch：指定服务器所支持的文档补丁格式
Accept-Ranges：服务器所支持的内容范围
Content-Disposition：对已知MIME类型资源的描述，浏览器可以根据这个响应头决定是对返回资源的动作，如：将其下载或是打开。
Content-Encoding：响应资源所使用的编码类型。
Content-Language：响应内容所使用的语言
Content-Length：响应消息体的长度，用8进制字节表示
Content-Type：标注附带的响应体是什么格式
Date：此条消息被发送时的日期和时间
Expires：指定一个日期/时间，超过该时间则认为此回应已经过期
Server：服务器的名称

Content-Type 标注了附带的响应体是什么格式：

常见的值有：