http請求的詳細過程

我們來看當我們在浏覽器輸入http://www.mycompany.com:8080/mydir/index.html,幕後所發生的一切。首先http是一個應用層的協定，在這個層的協定，隻是一種通訊規範，也就是因為雙方要進行通訊，大家要事先約定一個規範。

1.連接配接 當我們輸入這樣一個請求時，首先要建立一個socket連接配接，因為socket是通過ip和端口建立的，是以之前還有一個DNS解析過程，把www.mycompany.com變成ip，如果url裡不包含端口号，則會使用該協定的預設端口号。

DNS

的過程是這樣的：首先我們知道我們本地的機器上在配置網絡時都會填寫DNS，這樣本機就會把這個url發給這個配置的DNS伺服器，如果能夠找到相應的

url則傳回其ip，否則該DNS将繼續将該解析請求發送給上級DNS，整個DNS可以看做是一個樹狀結構，該請求将一直發送到根直到得到結果。現在已經

擁有了目标ip和端口号，這樣我們就可以打開socket連接配接了。

2.請求 連接配接成功建立後，開始向web伺服器發送請求，這個請求一般是GET或POST指令（POST用于FORM參數的傳遞）。GET指令的格式為：　　GET 路徑/檔案名 HTTP/1.0

檔案名指出所通路的檔案，HTTP/1.0指出Web浏覽器使用的HTTP版本。現在可以發送GET指令：

GET /mydir/index.html HTTP/1.0，

3.應答 web伺服器收到這個請求，進行處理。從它的文檔空間中搜尋子目錄mydir的檔案index.html。如果找到該檔案，Web伺服器把該檔案内容傳送給相應的Web浏覽器。

為了告知浏覽器，，Web伺服器首先傳送一些HTTP頭資訊，然後傳送具體内容（即HTTP體資訊），HTTP頭資訊和HTTP體資訊之間用一個空行分開。

常用的HTTP頭資訊有：

　　① HTTP 1.0 200 OK 　這是Web伺服器應答的第一行，列出伺服器正在運作的HTTP版本号和應答代碼。代碼"200 OK"表示請求完成。

　　② MIME_Version:1.0　它訓示MIME類型的版本。

　　③ content_type:類型　這個頭資訊非常重要，它訓示HTTP體資訊的MIME類型。如：content_type:text/html訓示傳送的資料是HTML文檔。

　　④ content_length:長度值　它訓示HTTP體資訊的長度（位元組）。

4.關閉連接配接：當應答結束後，Web浏覽器與Web伺服器必須斷開，以保證其它Web浏覽器能夠與Web伺服器建立連接配接。

下面我們具體分析其中的資料包在網絡中漫遊的經曆

在

網絡分層結構中，各層之間是嚴格單向依賴的。“服務”是描述各層之間關系的抽象概念，即網絡中各層向緊鄰上層提供的一組操作。下層是服務提供者，上層是請

求服務的使用者。服務的表現形式是原語（primitive），如系統調用或庫函數。系統調用是作業系統核心向網絡應用程式或高層協定提供的服務原語。網絡

中的n層總要向n+1層提供比n-1層更完備的服務，否則n層就沒有存在的價值。

傳

輸層實作的是“端到端”通信，引進網間程序通信概念，同時也要解決差錯控制，流量控制，資料排序（封包排序），連接配接管理等問題，為此提供不同的服務方式。

通常傳輸層的服務通過系統調用的方式提供，以socket的方式。對于用戶端，要想建立一個socket連接配接，需要調用這樣一些函數socket()

bind() connect(),然後就可以通過send()進行資料發送。

現在看資料包在網絡中的穿行過程：

應用層

首先我們可以看到在應用層，根據目前的需求和動作，結合應用層的協定，有我們确定發送的資料内容，我們把這些資料放到一個緩沖區内，然後形成了應用層的封包data。

傳輸層

這些資料通過傳輸層發送，比如tcp協定。是以它們會被送到傳輸層處理，在這裡封包打上了傳輸頭的標頭，主要包含端口号，以及tcp的各種制資訊，這些資訊是直接得到的，因為接口中需要指定端口。這樣就組成了tcp的資料傳送機關segment。

tcp是一種端到端的協定，利用這些資訊，比如tcp首部中的序号确認序号，根據這些數字，發送的一方不斷的進行發送等待确認，發送一個資料段後，會開啟

一個計數器，隻有當收到确認後才會發送下一個，如果超過計數時間仍未收到确認則進行重發，在接受端如果收到錯誤資料，則将其丢棄，這将導緻發送端逾時重

發。通過tcp協定，控制了資料包的發送序列的産生，不斷的調整發送序列，實作流控和資料完整。

網絡層

然後待發送的資料段送到網絡層，在網絡層被打包，這樣封裝上了網絡層的標頭，標頭内部含有源及目的的ip位址，該層資料發送機關被稱為packet。網絡層開始負責将這樣的資料包在網絡上傳輸，如何穿過路由器，最終到達目的位址。在這裡，根據目的ip位址，就需要查找下一跳路由的位址。首先在本機，要查找本機的路由表，在windows上運作route print就可以看到目前路由表内容，有如下幾項：

Active Routes Default Route Persistent Route.

整個查找過程是這樣的:

(1)根據目的位址，得到目的網絡号，如果處在同一個内網，則可以直接發送。

(2)如果不是，則查詢路由表，找到一個路由。

(3)如果找不到明确的路由，此時在路由表中還會有預設網關，也可稱為預設網關，IP用預設的網關位址将一個資料傳送給下一個指定的路由器，是以網關也可能是路由器，也可能隻是内網向特定路由器傳輸資料的網關。

(4)

路由器收到資料後，它再次為遠端主機或網絡查詢路由，若還未找到路由，該資料包将發送到該路由器的預設網關位址。而資料包中包含一個最大路由跳數，如果超

過這個跳數，就會丢棄資料包，這樣可以防止無限傳遞。路由器收到資料包後，隻會檢視網絡層的包裹資料，目的ip。是以說它是工作在網絡層，傳輸層的資料對

它來說則是透明的。

如果上面這些步驟都沒有成功，那麼該資料報就不能被傳送。如果不能傳送的資料報來自本機，那麼一般會向生成資料報的應用程式傳回一個“主機不可達”或 “網絡不可達”的錯誤。

以windows下主機的路由表為例，看路由的查找過程

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Active Routes:

Network Destination            Netmask                      Gateway              Interface                  Metric

0.0.0.0                                 0.0.0.0                       192.168.1.2           192.168.1.101           10

127.0.0.0                             255.0.0.0                   127.0.0.1               127.0.0.1                   1

192.168.1.0                         255.255.255.0           192.168.1.101       192.168.1.101           10

192.168.1.101                     255.255.255.255       127.0.0.1               127.0.0.1                   10

192.168.1.255                     255.255.255.255       192.168.1.101       192.168.1.101           10

 224.0.0.0                            240.0.0.0                   192.168.1.101       192.168.1.101           10

255.255.255.255                 255.255.255.255       192.168.1.101       192.168.1.101           1

Default Gateway:                192.168.1.2

Network Destination 目的網段  

Netmask 子網路遮罩  

Gateway 下一跳路由器入口的ip，路由器通過interface和gateway定義一調到下一個路由器的鍊路，通常情況下，interface和gateway是同一網段的。

Interface 到達該目的地的本路由器的出口ip（對于我們的個人pc來說，通常由機算機A的網卡，用該網卡的IP位址辨別，當然一個pc也可以有多個網卡）。

網關這個概念，主要用于不同子網間的互動，當兩個子網内主機A,B要進行通訊時，首先A要将資料發送到它的本地網關，然後網關再将資料發送給B所在的網關，然後網關再發送給B。

預設網關，當一個資料包的目的網段不在你的路由記錄中，那麼，你的路由器該把那個資料包發送到哪裡！預設路由的網關是由你的連接配接上的default gateway決定的，也就是我們通常在網絡連接配接裡配置的那個值。

通

常interface和gateway處在一個子網内，對于路由器來說，因為可能具有不同的interface,當資料包到達時，根據Network

Destination尋找比對的條目，如果找到，interface則指明了應當從該路由器的那個接口出去，gateway則代表了那個子網的網關地

址。

第一條      0.0.0.0   0.0.0.0   192.168.1.2    192.168.1.101   10

0.0.0.0

代表了預設路由。該路由記錄的意思是：當我接收到一個資料包的目的網段不在我的路由記錄中，我會将該資料包通過192.168.1.101這個接口發送到

192.168.1.2這個位址，這個位址是下一個路由器的一個接口，這樣這個資料包就可以傳遞給下一個路由器處理，與我無關。該路由記錄的線路品質

10。當有多個條目比對時，會選擇具有較小Metric值的那個。

第三條      192.168.1.0   255.255.255.0  192.168.1.101   192.168.1.101  10

直

聯網段的路由記錄：當路由器收到發往直聯網段的資料包時該如何處理，這種情況，路由記錄的interface和gateway是同一個。當我接收到一個數

據包的目的網段是192.168.1.0時，我會将該資料包通過192.168.1.101這個接口直接發送出去，因為這個端口直接連接配接着

192.168.1.0這個網段，該路由記錄的線路品質

10 （因interface和gateway是同一個，表示資料包直接傳送給目的位址，不需要再轉給路由器）。

一般就分這兩種情況，目的位址與目前路由器接口是否在同一子網。如果是則直接發送，不需再轉給路由器，否則還需要轉發給下一個路由器繼續進行處理。

查

找到下一跳ip位址後，還需要知道它的mac位址，這個位址要作為鍊路層資料裝進鍊路層頭部。這時需要arp協定，具體過程是這樣的，查找arp緩

沖，windows下運作arp

-a可以檢視目前arp緩沖内容。如果裡面含有對應ip的mac位址，則直接傳回。否則需要發生arp請求，該請求包含源的ip和mac位址，還有目的地

的ip位址，在網内進行廣播，所有的主機會檢查自己的ip與該請求中的目的ip是否一樣，如果剛好對應則傳回自己的mac位址，同時将請求者的ip

mac儲存。這樣就得到了目标ip的mac位址。

鍊路層

将mac位址及鍊路層控制資訊加到資料包裡，形成Frame，Frame在鍊路層協定下，完成了相鄰的節點間的資料傳輸，完成連接配接建立，控制傳輸速度，資料完整。

實體層

實體線路則隻負責該資料以bit為機關從主機傳輸到下一個目的地。

下一個目的地接受到資料後，從實體層得到資料然後經過逐層的解包 到 鍊路層 到 網絡層，然後開始上述的處理，在經網絡層 鍊路層 實體層将資料封裝好繼續傳往下一個位址。

上面的過程中，可以看到有一個路由表查詢過程，而這個路由表的建立則依賴于路由算法。也就是說路由算法實際上隻是用來路由器之間更新維護路由表，真正的數

據傳輸過程并不執行這個算法，隻檢視路由表。這個概念也很重要，需要了解常用的路由算法。而整個tcp協定比較複雜，跟鍊路層的協定有些相似，其中有很重

要的一些機制或者概念需要認真了解，比如編号與确認，流量控制，重發機制，發送接受視窗。

 tcp/ip基本模型及概念

裝置，中繼器（repeater）,集線器（hub）。對于這一層來說，從一個端口收到資料，會轉發到所有端口。

協

議：SDLC（Synchronous Data Link Control）HDLC（High-level Data Link Control）

ppp協定獨立的鍊路裝置中最常見的當屬網卡，網橋也是鍊路産品。集線器MODEM的某些功能有人認為屬于鍊路層，對此還有些争議認為屬于實體層裝置。除

此之外，所有的交換機都需要工作在資料鍊路層，但僅工作在資料鍊路層的僅是二層交換機。其他像三層交換機、四層交換機和七層交換機雖然可對應工作在OSI

的三層、四層和七層，但二層功能仍是它們基本的功能。

因為有了MAC位址表，是以才充分避免了沖突，因為交換機通過目的MAC位址知道應該把這個資料轉發到哪個端口。而不會像HUB一樣，會轉發到所有滴端口。是以，交換機是可以劃分沖突域滴。

四個主要的協定:   

網際協定IP：負責在主機和網絡之間尋址和路由資料包。     

位址解析協定ARP：獲得同一實體網絡中的硬體主機位址。     

網際控制消息協定ICMP：發送消息，并報告有關資料包的傳送錯誤。     

互聯組管理協定IGMP：被IP主機拿來向本地多路廣播路由器報告主機組成員。

該層裝置有三層交換機，路由器。

兩個重要協定 TCP 和 UDP 。

端

口概念：TCP/UDP 使用 IP 位址辨別網上主機，使用端口号來辨別應用程序，即 TCP/UDP 用主機 IP

位址和為應用程序配置設定的端口号來辨別應用程序。端口号是 16 位的無符号整數， TCP 的端口号和 UDP

的端口号是兩個獨立的序列。盡管互相獨立，如果 TCP 和 UDP

同時提供某種知名服務，兩個協定通常選擇相同的端口号。這純粹是為了使用友善，而不是協定本身的要求。利用端口号，一台主機上多個程序可以同時使用

TCP/UDP 提供的傳輸服務，并且這種通信是端到端的，它的資料由 IP 傳遞，但與 IP

資料報的傳遞路徑無關。網絡通信中用一個三元組可以在全局唯一标志一個應用程序：（協定，本地位址，本地端口号）。

也就是說tcp和udp可以使用相同的端口。

可以看到通過(協定,源端口，源ip，目的端口，目的ip)就可以用來完全辨別一組網絡連接配接。

基于tcp：Telnet FTP SMTP DNS HTTP 

基于udp：RIP NTP（網落時間協定）和DNS （DNS也使用TCP）SNMP TFTP

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 參考文獻：

讀懂本機路由表 http://hi.baidu.com/thusness/blog/item/9c18e5bf33725f0818d81f52.html

Internet 傳輸層協定 http://www.cic.tsinghua.edu.cn/jdx/book6/3.htm