本章内容：Web 建立在何种技术之上，HTTP 协议如何诞生并发展？

一、Web 基于 HTTP 通信

Web 使用一种名为 HTTP （HyperText Transfer Protocol，超文本传输协议）的协议作为规范，协议指的是对一些规则的约定。可以说 Web 是建立在 HTTP 协议上通信的。

二、HTTP 的诞生

2.1 诞生背景

这一节主要讲 HTTP 的诞生背景，了解 HTTP 协议的诞生背景有利于我们学习理解 HTTP 协议。

HTTP 起初的诞生是为了知识共享，最初设想的基本理念是借助多文档之间的相互关联形成的超文本，连成可互相参阅的 WWW（World Wide Web，万维网）。

现在已经提出了三项构建技术：

把 SGML，即 Standard Generalized Markup Language(标准通用标记语言) 作为页面的文本标记语言的 HTML（HyperText Markup Language，超文本标记语言）；
作为文档传输协议的 HTTP；
指定文档所在地址的 URL（Uniform Resource Location，统一资源定位符）。

可以看出来上面三项分别构成了知识共享的内容（HTML）、知识共享的方式（HTTP 传输）和知识共享的位置。

2.2 发展缓慢的 HTTP

HTTP/0.9

HTTP 诞生于 1990 年，此时还没有作为正式标准，此时的 HTTP 含有 HTTP/1.0 之前版本的意思，所以成为 HTTP/0.9。

HTTP/1.0

1996 年 5 月，HTTP 被正式作为标准，版本被命名为 HTTP/1.0。

HTTP/1.1

1997 年 1 月发布了 HTTP/1.1 版本，至今仍然是主流的 HTTP 协议。

由此可见，作为 Web 文档传输协议的 HTTP 协议版本更新十分缓慢，新一代的 HTTP 2.0 还在制定中，但是要大规模覆盖，还需要假以时日。

HTTP 2.0

HTTP/2.0 相比1.0有哪些重大改进？

HTTP 协议起初的诞生是为了解决文本传输的问题，现在已经超出了 Web 的界限，运用在许多场景。

2.3 网络基础 TCP/IP

计算机之间要进行通信，需要基于相同的方法，比如如何探测目标、哪一边先发起通信、使用什么语言通信、什么时候结束通信等等。所有的这一切都需要事先约定好，所以约定的规则就被称为协议（protocol）。

一种说法认为 TCP/IP 指的是 TCP 和 IP 两种协议，另一种说法认为是指在 IP 协议通信的过程中所用到的协议族的同称，该书偏向于后一种说法。

2.3.1 TCP/IP 的分层管理

TCP/IP 协议族最重要的一点就是分层管理，通常来说分为四层：应用层、传输层、网络层和数据链路层。

分层管理的最大好处就是将各个阶段的数据传输进行了隔离解耦，类似于编程时的模块化。处于某一层的应用只需要考虑该层所需要完成的任务，而不用管其他多余的事情。这样做使得各层协议的实现也变得自由了，要修改某一层的协议时，只需要修改该层的协议而不用涉及到其他层级的协议。

各层的作用如下：

应用层，决定向用户提供应用服务时的通信活动。HTTP、FTP（File Transfer Protocol，文件传输协议）和 DNS（Domain Name System，域名解析系统）都属于该层。
传输层，相对于上一层的应用层，该层提供处于网络连接中的两台计算机的数据传输。该层协议主要是 TCP（Transmission Control Protocol）和 UDP（User Data Protocol）。
网络层，用于处理网络上流动的数据包（数据传输的最小单位），该层规定了通过怎样的路径到达对方计算机，并把数据传送给对方。该层协议主要是 IP 协议和 ARP（Address Solution Protocol）协议。
链路层，用于处理网络连接的硬件部分，包括操作系统、设备驱动等，硬件上的范畴基本都在链路层的范围内。该层主要协议为以太网协议（Ethernet）。

关于网络分层的更多内容：https://www.cnblogs.com/DM428/p/7029467.html

2.3.2 TCP/IP 通信传输流

利用 TCP/IP 通信时，会通过分层顺序与对方进行通信。发送方的数据流从上往下走，接收方的数据流从下往上走。

在传输过程的每一层中，都会对数据进行装箱和拆箱。发送方在发送数据时，在 HTTP 应用层会添加 HTTP 传输首部，在传输层会添加 TCP 传输首部，在链路层会添加以太网首部。接收方会在链路层收到传输的数据，然后从下层往上层开始拆箱。一层一层的去掉首部，最后剩下发送方最初发送的数据。到达应用层时就算真正接收到了客户端发送的数据了。

这种把数据信息包装起来的方法称为封装（encapsulate）。

2.3.3 与 HTTP 关心密切的协议：IP、TCP 和 DNS

IP 协议

IP 协议负责网络传输，处于网络层。IP 不是 IP 地址，我们通常说的 IP 是一种协议。IP 地址指明了节点被分配到的地址，MAC 地址是网卡所属的固定地址，每块网卡出厂时，都有一个世界独一无二的MAC地址，长度是48个二进制位，用 12个十六进制位数表示。IP 地址可以和 MAC 地址配对，但是同一台机器 IP 地址可能会变，MAC 是固定不变的。

IP 间的通信依赖 MAC 地址，实际生活中同一局域网内的网络通信比较少，大部分都是广域网的通信，数据需要经过多个节点路由的转发才能到达目的地。而在中转时，会利用下一站中转设备的 MAC 地址来搜索下一个中转目标。这时会采用 ARP 协议（Address Resolution Protocol），根据对方的 IP 地址即可查出对应的 MAC 地址，但是两台设备必须在同一个子网内。

数据在网络中的传输类似于现实生活中的快递运输，中转设备就类似于物流中转中心。快递到达一个中转站之后，中转站会判断下一个中转站的地址然后继续进行派送，直到到达客户所在的中转站。

TCP 协议

TCP 位于传输层，提供可靠的字节流服务。

字节流服务（Byte Stream Service）是指为了传输方便，把大块的数据切割成以报文段（segment）为单位的数据包进行管理。TCP 的可靠之处在于它会确保数据被送到了接收方。

为了确保数据被准确无误地送到了接收方，TCP 采用了三次握手（three-way handshaking）的策略。握手过程中包含了两个重要的标志（flag）——SYN（synchronize）和 ACK（acknowledgement）。

发送端会先发送一个带有 SYN 的数据包给对方，接收端接收到数据之后返回一个带有 SYN/ACK 标志的数据包给发送端，最后发送端再传回一个带有 ACK 标志的数据包表示“握手”结束。如果握手意外结束，那么 TCP 协议会再次以相同的顺序发送相同的数据包。

除了以上三次握手，TCP 还有其他方法确保可靠性。

DNS

DNS 也位于应用层，它提供域名解析服务。能够把域名解析为 IP 地址。

各种协议与 HTTP 之间的关系：

2.3.4 URI 和 URL

URI（Uniform Resource Identifier，统一资源标识符）RFC2396 对名称中的三个单词做了解释：

Uniform，规定统一的格式可方便处理不同的资源，而不用根据上下文环境来识别资源指定的访问方式，另外加入新的协议（http、ftp）也更容易。
Resource，指任何可标识的东西。不仅限于文档、图片或服务。
Identifier，表示可标识的对象，也称为标识符。

除了 HTTP 外，URI 还可以使用 mailto、ftp、telnet 等协议方案。

URI 用字符串标识某一互联网资源，而 URL 用字符串标识资源的地点。所以 URL 是 URI 的子集。

URI 的格式

其中：

登录信息（认证） 指定用户名密码作为从服务端获取资源时的登录信息，此项可选。
服务器地址，可以是域名、IP。
服务器端口号，指定服务器连接的网络端口号，此项可选，省略时用默认端口号。
带层次的文件路径，指定服务器上资源的文件路径。
查询字符串，通过查询字符串可以传入参数。
片段标识符，指定已获取资源中的子资源（文档内的某个位置）。