一次HTTP請求的背後
網路抓包工具:
Fiddler
WireShark
相關概念
網路七層模型
應用層
提供網路管理、檔案傳輸、事務處理,Telnet、FTP、HTTP、SNMP、DNS,HTTPS
HTTP
- http0.9 是http協議的第一個版本,只有普通的get請求.
http1.0引入post請求,讓HTML的表單可以提交表單.引入加入請求頭Header ,既一次TCP連線後，可以多次通訊，雖然HTTP1.0 預設是傳輸一次資料後就關閉。
http1.1加入keep alive等
HTTPS:加密資料傳輸
發起請求:通過443埠發起https請求*
關於HTTPS,這裡有一篇不錯的文章
宿主host:
(主機名) 加快域名解析,當進行DNS請求時,系統會自動檢查host檔案是否有這個網路域名對映關係。如果有則，呼叫這個IP地址對映，如果沒有，再向已知的DNS伺服器提出域名解析。也就是說Hosts的請求級別比DNS高。
DNS(Domain Name System) 域名解析器,將域名和ip繫結
表示層
不同資料編碼格式的轉換，提供資料壓縮、解壓縮服務，對資料進行加密、解密。例如影象格式的顯示
會話層
將資料組合成資料Data,建立和維持對話.
傳輸層
將資料組合成段Segment,用tcp,udp等進行資料傳輸.
網路層
分割和重新組合資料包Packet,基於網路層地址IP,進行路徑選擇.例如路由器.
當前TCP/IP協議族:
IPv4的地址位數是32位,也就是說最多有2^32臺電腦可以連線到網際網路.
IPv6採用128位地址長度，也就是2^128臺電腦可以連線.幾乎可以不受限制地提供地址.除此之外,還改善了IPv4中解決不好的問題,主要有端到端IP連線、服務質量（QoS）、安全性、多播、移動性、即插即用等
ARP(Address Resolution Protocol) 地址解析協議(在IPv4)
資料鏈接層
在物理層上建立可靠的傳輸,單位是Frame.功能是:實體地址定址,資料成幀,流量控制,資料監測等.例如網橋,交換機.
協議包括:SDLC(sychronous Date Line Control),HDLC,PPP(Point-to-Point),STP等
物理層
是資料傳遞的實體,資料傳輸單位是bit,例如光纖,電纜等
在介紹TCP之前,先說一下UDP和TCP的區別
UDP傳輸就類似於寫信，接收方事先並不知道你要寫信給他；
即無法判斷在傳輸過程中,會不會發生丟包,阻塞,等情況.TCP傳輸就像是打電話，必須等對方按了接聽鍵你才能更他通話。
TCP報文有自己的檢測機制,檢驗、序列號、確認應答、重發控制、連線管理以及視窗控制等機制實現可靠性傳輸.
TCP協議的特點
TCP協議是一種面向連線的,基於位元組流的傳輸層協議.TCP將使用者資料打成報文段(如下報文圖),在傳送的時候啟動一個定時器,在另外一端接受的時候,對資料會進行確認,排序,去重複(根據序列號,確認號比較進行確認)等操作.應用層的http,是使用TCP建立連線的.
如果想要充分讀懂TCP是如何收發包,以及序列號的,請點選[傳送門]
TCP報文首部:
源埠號：資料發起者的埠號，16bit
目的埠號：資料接收者的埠號，16bit
序號：32bit的序列號，由傳送方使用,根據傳送的位元組資料變化
確認序號：32bit的確認號，是接收資料方期望收到傳送方的下一個報文段的序號，因此確認序號應當是上次已成功收到資料位元組序號加1。
首部長度：首部中32bit字的數目，可表示15*32bit=60位元組的首部。一般首部長度為20位元組。
保留：6bit, 均為0
緊急URG：當URG=1時，表示報文段中有緊急資料，應儘快傳送。
確認位元ACK：ACK = 1時代表這是一個確認的TCP包，取值0則不是確認包。
推送位元PSH：當傳送端PSH=1時，接收端儘快的交付給應用程序。
復位位元（RST）：當RST=1時，表明TCP連線中出現嚴重差錯，必須釋放連線，再重新建立連線。
同步位元SYN：在建立連線是用來同步序號。SYN=1， ACK=0表示一個連線請求報文段。SYN=1，ACK=1表示同意建立連線。
終止位元FIN：FIN=1時，表明此報文段的傳送端的資料已經發送完畢，並要求釋放傳輸連線。
視窗：用來控制對方傳送的資料量，通知發放已確定的傳送視窗上限。
檢驗和：該欄位檢驗的範圍包括首部和資料這兩部分。由發端計算和儲存，並由收端進行驗證。
緊急指標：緊急指標在URG=1時才有效，它指出本報文段中的緊急資料的位元組數。
選項：長度可變，最長可達40位元組
HTTP請求流程
時間線流程
網路層級關係
請求流程分析
解析域名(HOST/DNS)
- 一個域名 會首先訪問本地的Host檔案,檢視有沒有域名對應的訪問ip的對映
- 如果有,就直接得到IP,如果沒有,就通過DNS根伺服器,
- DNS根伺服器會詢問.net域名伺服器,有沒有此域名
- net域名伺服器會查詢blog.csdn.net是否存在
- 如果存在,就返回相應的IP地址
- ARP協議解析ip對應的實體地址,並加入到ARP快取
- 進行TCP握手
三次握手
相互請求,相互確認的過程.
就像長途運貨車
你和總部說,我想運貨,
然後總部收到你的簡訊,給你回信說:恩,收到,去吧
你說,收到,馬上去.
在此先設定
SYN1表示客戶端的同步訊號,ACK1表示客戶端的確認訊號,FIN1表示客戶端對伺服器通道停止訊號
SYN2表示伺服器的同步訊號,ACK2表示伺服器的確認訊號,FIN2表示伺服器對客戶端通道停止訊號
SYN根據ACK的相應而變化.使用確認號1響應服務端的序列號0
序列號代表傳送的資料編號,確認序列代表收到的資料編號.
序列號和確認序列在握手的時候傳送的時候都會自動+1(說的不太恰當);
序列號為當前端成功傳送的資料位數，確認號為當前端成功接收的資料位數，SYN標誌位和FIN標誌位也要佔1位
第一次:
客戶端發起請求(傳送SYN1=1,ACK1=0)到伺服器,此時,伺服器進入’SYN_SENT’(客戶端已經提交SYN報文)狀態,等待伺服器響應.
第二次:
伺服器收到SYN包,確認客戶端的SYN包而生成ACK(ACK=j+1)包,還有自己的一個請求編號SYN
(SYN=k), 即傳送SYN+ACK包(傳送SYN2=0,ACK2=1)到客戶端.此時,伺服器進入’SYN_RECV’狀態.
第三次:
客戶端收到伺服器的SYN+ACK包,然後,自己向伺服器傳送確認包ACK(傳送SYN1=0+1,ACK1=0+1=1),此時,伺服器進入’ESTABLISHED’(連結成功)狀態,完成三次握手
(連線完成狀態表示為SYN1=1,ACK1=1,SYN2=1,ACK2=1).
資料傳輸過程
第四次(客戶端請求伺服器發出的有效資料包)
這是流中第一個攜帶有效資料的包（確切的說，是客戶端傳送的HTTP請求），序列號依然為1，因為到上個包為止，還沒有傳送任何資料，確認號也保持1不變，因為客戶端沒有從服務端接收到任何資料
需要注意的是，包中有效資料的長度為125位元組,但是一共有125+1個數據,因為序列號也佔用位元組.
服務端的序列號為1.確認號為1,TCP客戶端的序列號為126.確認號為1
第五次(伺服器得到包,並處理得到的資料)
當上層處理HTTP請求時，服務端傳送該包來確認客戶端在包4中發來的資料，需要注意的是，確認號的值增加了125（125是包4中有效資料長度），變為126，
服務端以此來告知客戶端端，目前為止，我總共收到了126位元組的資料，服務端的序列號保持為1不變
服務端的序列號為1.確認號為126,TCP客戶端的序列號仍為126.確認號為1
第六次(伺服器發出資料包)
這個包標誌著服務端返回HTTP響應的開始，序列號依然為1，因為服務端在該包之前返回的包中都不帶有有效資料，該包帶有512位元組的有效資料.
服務端的序列號為513.確認號為126,TCP客戶端的序列號仍為126.確認號為1
第七次(客戶端接受資料包)
客戶端接收到資料.到此為止,一次tcp的短連線,一次網路請求完成().
當tcp進行長連結的時候,會不斷地相互增長.
服務端的序列號為513.確認號為126,TCP客戶端的序列號仍為126.確認號為1+513=514
連線終止協議(四次揮手)
第一次:
TCP的客戶端傳送一個FIN(FIN=1),用來關閉客戶到伺服器的資料傳輸.
此時,將標誌位FIN1=1.
服務端的序列號為513.確認號為126,TCP客戶端的序列號仍為126+1.確認號為514
第二次:
伺服器收到這個FIN，它發出一個ACK2=1，確認序號為收到的序號加1。和SYN一樣，一個FIN將佔用一個序號。
此時,FIN1=1,ACK2=1,通道1關閉,伺服器確定
服務端的序列號為513.確認號為126+1=127,TCP客戶端的序列號仍為126.確認號為514
第三次:
伺服器關閉客戶端連線,發一個FIN2=1的標誌位給客戶端,
此時,將標誌位FIN1=1,FIN2=1.ACK2=1,通道1,2關閉,伺服器確定
服務端的序列號為513.確認號為126+1=127,TCP客戶端的序列號仍為126.確認號為514
第四次:
客戶端發回ACK1=1報文確認，並將確認序號設定為收到序號加1。
此時,FIN1=1,ACK2=1,ACK1=1,ACK2=1,通道1,2關閉,客戶端確認,服務端確認.連線關閉
服務端的序列號為513.確認號為126+1+1=128,TCP客戶端的序列號為126+1=127(最終序列號).確認號為514
附軟體截圖
總結
1.正常網路連線的實質都是TCP連線下的bit流的傳輸(沒有考慮UDP等).
2.一個網路請求,過程複雜,需要跨過閘道器,解析域名,TCP握手,各種快取策略,協議和報文等機制複雜.
3.HTTP協議,所有資訊都是公開的,容易被第三方獲取.HTTPS運用了SSL加密,對稱,非對稱,hash加密等.
4.三次握手的意義在於,雙方都進行了確認後再代開連線,防止已經連結失效,或者因為網路延時造成的重複分組.造成建立新的tcp連結,造成service一直等待,浪費資源.
5.四次揮手的原因是,TCP是全雙工,因此每個方向都必須單獨關閉.收到一個FIN,代表這個通道,在此之後不會傳輸資料.但是一個TCP連線在發出FIN之前,收到一個FIN後仍能傳送資料.
6.協議在不斷地更新換代,效率越來越高!