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由HTTP深入理解网络通信协议

2017/03/16 HTTP

协议：数据的组织与传输约定

HTTP（HyperText Transfer Protocol）超文本传输协议，是Web通信中最普遍的协议。我们首先应该对“协议”这个词有个直观的了解，协议是什么，是两方或者大众约定俗成的规则，这个规则是静态，通常我们提到HTTP的时候，都会想到网络通信等等，好像是个动态的概念，其实不然，协议就是协议，是个静态的概念，这个协议可以用到网络传输，也可以用到非网络传输，比如，手写的信件，也可以采用HTTP，这只是打个比方来说明协议的概念。

对于HTTP协议，是什么样的呢：其实就是约定通信数据的格式，比如数据想要走HTTP协议传输出去，就一定要按照HTTP进行封装，这样对方才能正确的解析。

  • TPC/IP协议是传输层协议，主要解决数据如何在网络中传输，
  • HTTP是应用层协议，主要解决如何包装数据。

“我们在传输数据时，可以只使用(传输层)TCP/IP协议，但是那样的话，如果没有应用层，便无法识别数据内容。如果想要使传输的数据有意义，则必须使用到应用层协议。　　应用层协议有很多，比如HTTP、FTP、TELNET等，也可以自己定义应用层协议。Socket编程接口在设计的时候，就希望也能适应其他的网络协议。所以说，Socket的出现只是使得程序员更方便地使用TCP/IP协议栈而已，是对TCP/IP协议的抽象，

参考文档

以前的写信告白，：A-B（求婚）A-B（求婚）A-B（求婚） B-A（接收） B-A（接收） B-A（接收） A-B （A知道了）

双通道：

HTTP协议的请求长什么样

GET /  HTTP/1.1
Host: localhost:8080
Connection: keep-alive
User-Agent: Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10_12_4) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/57.0.2987.133 Safari/537.36
Accept: image/webp,image/*,*/*;q=0.8
DNT: 1
Referer: http://localhost:8080/
Accept-Encoding: gzip, deflate, sdch, br
Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.8,en;q=0.6,ja;q=0.4,zh-TW;q=0.2

注意最后有一个/r/n回车换行符，当然，上面的每一行结尾都是有的，不然打印出来就不会是上面的样式；不同层次的协议对于数据的名称不同

  • 应用层——消息
  • 传输层——数据段(segment)
  • 网络层——分组、数据包（packet）
  • 链路层——帧（frame）
  • 物理层——P-PDU（bit）

看下wireshark的抓包，先看一帧完整的数据，从链路层看

帧数据.png

链路层.png

数据是不断的封装头部，来添加每一个层次的支持，链路层添加了对链路层协议的支持，链路层以太网协议

|目的地址 6个字节|原地址 6个字节|类型 62个字节|数据|CRC校验| |:—–|:—–|:—–|:—–|:—–|

这里的地址，其实是网卡MAC地址，从截图来看，目的MAC地址是 2c:54:cf:ea:21:b3,源MAC地址是80:e6:50:15:f3:a6，而这里的类型，其实是IP协议在链路层的类型，80：00，其实可以看出这里就是封装了一个链路层头部，这就是协议的本质。不信接着看IP层：

IP层.png

在上图的标识中，可以看出，IP层为TCP层添加的数据其实只有个IP层的头部，IP层协议是什么样式呢？区分IP、ARP等

IP层头.png

可以看出，一般IP层头部就是20个字节的数据，其中包含了IP层的版本，首部长度，服务类型等，当然最终要的还有IP源地址跟目的地址，对应帧数据中就是

45：版本号+首部长度，首部长度在当前的协议中，已经没什么用途， 00：服务类型， 01 f8：字节长度，这里包含IP头部+数据的长度 ，对于当前数据长度是504+链路层的14正好是帧数据的长度518 中间的是一些TTL标识之类的字段，最后是目的地址跟源地址，这里是IPv4,所以都是32位的，

c0:a8:af:96 源IP地址，192.168.31.150 c0:a8:1f:36 目的IP地址：192.168.31.54

接着看TCP对于数据的封装，可以猜测，加了个TCP头部：

TCP层.png

TCP头部的样式又是什么样的呢？区分TCP跟UDP等

TCP首部.png

可以看到普通的也就是占用20字节：从具体的请求分析

  • d3 7e :源端口号：Client端一般是经常变动
  • 1f：90：目的端口号： 这里其实是8080
  • 之后就是32位序列号 确认序列号 +其他控制信息
  • 校验和等

最后看下HTTP层的请求信息封装，HTTP是应用层，独立的超文本传输协议，但是对于TCP来说，都是传输数据，看HTTP层的数据

HTTP层.png

在我们请求的时候，会把IP地址算到请求里面，那么为什么HTTP层在wireshark中没相应的表现呢？其实网络地址，是给IP层用的，端口号，是给TCP层用的，真正给HTTP层用的只有上图显示的数据，那就是HTTP协议+请求数据：

HTTP层协议数据.png

TCP/IP已经保证了数据的传输，HTTP层是数据全部是面向业务的的，因此不需要考虑传输相关的问题，所以看到的并没添加额外的头部之类的信息，每行信息都是以/r/n结尾，最后一行还需要额外加个/r/n，标志请求头结束，后面的是请求body，其实这中约束，就算HTTP协议。

简单来说请求报文就是由请求行、请求头、内容实体组成的，每一行的末尾都有回车和换行，在内容实体和请求头之间另有一个空行。其中请求行指定的是请求方法、请求URL、协议版本；请求头是键值对的形式存在的，就是字段名：值；内容实体就是要传输的数据。TCP层不会关心上面的HTTP协议，HTTP层也不会关心底层的数据传输。

wirshark抓的帧数据为什么没有CRC校验？

校验一般是网卡驱动添加的，在发送前，wirshark并没有走那么深， CRC 的校验应该是网卡来做的，如果出现 CRC 校验错误的话，应该丢包了。pcap 能抓到的报文，应该是通过 CRC 校验的。而且抓的报文中已经不包含 CRC 的字节了。wireshark 可以显示 IP 和 TCP/UDP 校验和的正确与否。 参考文档

1，session 在服务器端，cookie 在客户端（浏览器） 2，session 默认被存在在服务器的一个文件里（不是内存） 3，session 的运行依赖 session id，而 session id 是存在 cookie 中的，也就是说，如果浏览器禁用了 cookie ，同时 session 也会失效（但是可以通过其它方式实现，比如在 url 中传递 session_id） 4，session 可以放在 文件、数据库、或内存中都可以。 5，用户验证这种场合一般会用 session 因此，维持一个会话的核心就是客户端的唯一标识，即 session id

作者：冯特罗 链接：https://www.zhihu.com/question/19786827/answer/21643186 来源：知乎 著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。

参考文档

HTTP协议—— 简单认识TCP/IP协议
“/r/n”回车与换行
超文本传输协议
Java Socket 实现HTTP服务器核心
HTTP协议详解（真的很经典）
理解HTTP协议
Javascript 不能在HTTP GET请求的body中包含参数 阅读(1562)

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