你知道當我們在網頁浏覽器（Web browser）的地址欄中輸入URL時，Web頁面是如何呈現的嗎？

Web頁面當然不能憑空顯示出來。根據Web浏覽器地址欄中指定的URL,Web浏覽器從Web服務器端獲取文件資源（resource）等信息，從而顯示出Web頁面。像這種通過發送請求獲取服務器資源的Web浏覽器等，都可稱為客戶端（client）。

Web使用一種名為HTTP（HyperText Transfer Protocol，超文本傳輸協議[插圖]）的協議作為規範，完成從客戶端到服務器端等一系列運作流程。而協議是對規則的約定。可以說，Web是建立在HTTP協議上通信的。

在深入學習HTTP之前，我們先來介紹一下HTTP誕生的背景。了解背景的同時也能了解當初制定HTTP的初衷，這樣有助于我們更好地理解。

1989年3月，互聯網還隻屬于少數人。在這一互聯網的黎明期，HTTP誕生了。CERN（歐洲核子研究組織）的蒂姆·伯納斯-李（Tim Berners-Lee）博士提出了一種能讓遠隔兩地的研究者們共享知識的設想。最初設想的基本理念是：借助多文檔之間相互關聯形成的超文本（HyperText），連成可相互參閱的WWW（World Wide Web，萬維網）。現在已提出了3項WWW構建技術，分别是：把SGML（Standard GeneralizedMarkup Language，标準通用标記語言）作為頁面的文本标記語言的HTML（HyperText Markup Language，超文本标記語言）；作為文檔傳遞協議的HTTP；指定文檔所在地址的URL（Uniform Resource Locator，統一資源定位符）。WWW這一名稱，是Web浏覽器當年用來浏覽超文本的客戶端應用程序時的名稱。現在則用來表示這一系列的集合，也可簡稱為Web。

接下來，我們僅介紹理解HTTP所需掌握的TCP/IP協議族的概要。

計算機與網絡設備要想相互通信，雙方就必須基于相同的方法。比如，如何探測到通信目标、由哪一邊先發起通信、使用哪種語言進行通信、怎樣結束通信等規則都需要事先确定。不同的硬件、操作系統之間的通信，所有的這一切都需要一種規則。而我們就把這種規則稱為協議（protocol）。

協議中存在各式各樣的内容。從電纜的規格到IP地址的選定方法、尋找異地用戶的方法、雙方建立通信的順序，以及Web頁面顯示需要處理的步驟，等等。像這樣把與互聯網相關聯的協議集合起來總稱為TCP/IP。也有說法認為，TCP/IP是指TCP和IP這兩種協議。還有一種說法認為，TCP/IP是在IP協議的通信過程中，使用到的協議族的統稱。

TCP/IP協議族裡重要的一點就是分層。TCP/IP協議族按層次分别分為以下4層：應用層、傳輸層、網絡層和數據鍊路層。把TCP/IP層次化是有好處的。比如，如果互聯網隻由一個協議統籌，某個地方需要改變設計時，就必須把所有部分整體替換掉。而分層之後隻需把變動的層替換掉即可。把各層之間的接口部分規劃好之後，每個層次内部的設計就能夠自由改動了。值得一提的是，層次化之後，設計也變得相對簡單了。處于應用層上的應用可以隻考慮分派給自己的任務，而不需要弄清對方在地球上哪個地方、對方的傳輸路線是怎樣的、是否能确保傳輸送達等問題。TCP/IP協議族各層的作用如下。

利用TCP/IP協議族進行網絡通信時，會通過分層順序與對方進行通信。發送端從應用層往下走，接收端則往應用層往上走。我們用HTTP舉例來說明，首先作為發送端的客戶端在應用層（HTTP協議）發出一個想看某個Web頁面的HTTP請求。接着，為了傳輸方便，在傳輸層（TCP協議）把從應用層處收到的數據（HTTP請求報文）進行分割，并在各個報文上打上标記序号及端口号後轉發給網絡層。在網絡層（IP協議），增加作為通信目的地的MAC地址後轉發給鍊路層。這樣一來，發往網絡的通信請求就準備齊全了。接收端的服務器在鍊路層接收到數據，按序往上層發送，一直到應用層。當傳輸到應用層，才能算真正接收到由客戶端發送過來的HTTP請求。

發送端在層與層之間傳輸數據時，每經過一層時必定會被打上一個該層所屬的首部信息。反之，接收端在層與層傳輸數據時，每經過一層時會把對應的首部消去。這種把數據信息包裝起來的做法稱為封裝（encapsulate）。

按層次分，IP（Internet Protocol）網際協議位于網絡層。Internet Protocol這個名稱可能聽起來有點誇張，但事實正是如此，因為幾乎所有使用網絡的系統都會用到IP協議。TCP/IP協議族中的IP指的就是網際協議，協議名稱中占據了一半位置，其重要性可見一斑。可能有人會把“IP”和“IP地址”搞混，“IP”其實是一種協議的名稱。IP協議的作用是把各種數據包傳送給對方。而要保證确實傳送到對方那裡，則需要滿足各類條件。其中兩個重要的條件是IP地址和MAC地址（Media AccessControl Address）。IP地址指明了節點被分配到的地址，MAC地址是指網卡所屬的固定地址。IP地址可以和MAC地址進行配對。IP地址可變換，但MAC地址基本上不會更改。

IP間的通信依賴MAC地址。在網絡上，通信的雙方在同一局域網（LAN）内的情況是很少的，通常是經過多台計算機和網絡設備中轉才能連接到對方。而在進行中轉時，會利用下一站中轉設備的MAC地址來搜索下一個中轉目标。這時，會采用ARP協議（Address Resolution Protocol）。ARP是一種用以解析地址的協議，根據通信方的IP地址就可以反查出對應的MAC地址。

在到達通信目标前的中轉過程中，那些計算機和路由器等網絡設備隻能獲悉很粗略的傳輸路線。這種機制稱為路由選擇（routing），有點像快遞公司的送貨過程。想要寄快遞的人，隻要将自己的貨物送到集散中心，就可以知道快遞公司是否肯收件發貨，該快遞公司的集散中心檢查貨物的送達地址，明确下站該送往哪個區域的集散中心。接着，那個區域的集散中心自會判斷是否能送到對方的家中。我們是想通過這個比喻說明，無論哪台計算機、哪台網絡設備，它們都無法全面掌握互聯網中的細節。

為了準确無誤地将數據送達目标處，TCP協議采用了三次握手（three-wayhandshaking）策略。用TCP協議把數據包送出去後，TCP不會對傳送後的情況置之不理，它一定會向對方确認是否成功送達。握手過程中使用了TCP的标志（flag）——SYN（SYNchronize）和ACK（acknowledgement）。發送端首先發送一個帶SYN标志的數據包給對方。接收端收到後，回傳一個帶有SYN/ACK标志的數據包以示傳達确認信息。最後，發送端再回傳一個帶ACK标志的數據包，代表“握手”結束。若在握手過程中某個階段莫名中斷，TCP協議會再次以相同的順序發送相同的數據包。

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