与HTTP相关的各种协议

TCP/IP

TCP/IP协议是目前网络世界“事实上”的标准通信协议，实际上是一系列网络通信协议的统称，其中最核心的两个协议是 TCP和IP，其他的还有 UDP、ICMP、ARP 等等，共同构成了一个复杂但有层次的协议栈。
这个协议栈有四层，最上层是“应用层”，最下层是“链接层”，TCP 和 IP 则在中间：TCP属于“传输层”，IP属于“网际层”。
IP协议是“Internet Protocol”的缩写，主要目的是解决寻址和路由问题，以及如何在两点间传送数据包。IP 协议使用“IP 地址”的概念来定位互联网上的每一台计算机。
现在我们使用的 IP 协议大多数是 v4 版，地址是四个用“.”分隔的数字，例如“192.168.0.1”，总共有 2^32，大约 42 亿个可以分配的地址。看上去好像很多，但互联网的快速发展让地址的分配管理很快就“捉襟见肘”。所以，就又出现了 v6 版，使用 8 组“:”分隔的数字作为地址，容量扩大了很多，有 2^128 个，在未来的几十年里应该是足够用了。
TCP协议是“Transmission Control Protocol”的缩写，意思是“传输控制协议”，它位于IP协议之上，基于IP协议提供可靠的、字节流形式的通信，是 HTTP 协议得以实现的基础。
“可靠”是指保证数据不丢失，“字节流”是指保证数据完整，所以在 TCP 协议的两端可以如同操作文件一样访问传输的数据，就像是读写在一个密闭的管道里“流动”的字节。
HTTP 是一个"传输协议"，但它不关心寻址、路由、数据完整性等传输细节，而要求这些工作都由下层来处理。因为互联网上最流行的是 TCP/IP 协议，而它刚好满足 HTTP 的要求，所以互联网上的 HTTP 协议就运行在了 TCP/IP 上，HTTP 也就可以更准确地称为“HTTP over TCP/IP”。

DNS

在 TCP/IP 协议中使用 IP 地址来标识计算机，数字形式的地址对于计算机来说是方便了，但对于人类来说却既难以记忆又难以输入。
于是“域名系统”（Domain Name System）出现了，用有意义的名字来作为 IP 地址的等价替代。设想一下，你是愿意记“3.125.197.172”这样枯燥的数字，还是“nginx.org”这样的词组呢？
在 DNS 中，“域名”（Domain Name）又称为“主机名”（Host），为了更好地标记不同国家或组织的主机，让名字更好记，所以被设计成了一个有层次的结构。
域名用“.”分隔成多个单词，级别从左到右逐级升高，最右边的被称为“顶级域名”。对于顶级域名，可能你随口就能说出几个，例如表示商业公司的“com”、表示教育机构的“edu”，表示国家的“cn”“uk”等，买火车票时的域名还记得吗？是“www.12306.cn”。
想要使用 TCP/IP 协议来通信仍然要使用 IP 地址，所以需要把域名做一个转换，“映射”到它的真实 IP，这就是所谓的“域名解析”。
目前全世界有 13 组根 DNS 服务器，下面再有许多的顶级 DNS、权威 DNS 和更小的本地 DNS，逐层递归地实现域名查询。
HTTP 协议中并没有明确要求必须使用 DNS，但实际上为了方便访问互联网上的 Web 服务器，通常都会使用 DNS 来定位或标记主机名，间接地把 DNS 与 HTTP 绑在了一起。

URI/URL

URI（Uniform Resource Identifier），中文名称是 统一资源标识符，使用它就能够唯一地标记互联网上资源。
URI 另一个更常用的表现形式是 URL（Uniform Resource Locator）， 统一资源定位符，也就是我们俗称的“网址”，它实际上是 URI 的一个子集，不过因为这两者几乎是相同的，差异不大，所以通常不会做严格的区分。
拿 Nginx 网站来举例，看一下 URI 是什么样子的:

http://nginx.org/en/download.html

URI 主要有三个基本的部分构成：

1.协议名：即访问该资源应当使用的协议，在这里是“http”；
2.主机名：即互联网上主机的标记，可以是域名或 IP 地址，在这里是“nginx.org”；
3.路径：即资源在主机上的位置，使用“/”分隔多级目录，在这里是“/en/download.html”。

HTTPS

HTTPS的全称是“HTTP over SSL/TLS”，也就是运行在SSL/TLS协议上的 HTTP。
SSL/TLS，而不是TCP/IP，它是一个负责加密通信的安全协议，建立在TCP/IP之上，所以也是个可靠的传输协议，可以被用作 HTTP 的下层。
因为 HTTPS 相当于“HTTP+SSL/TLS+TCP/IP”，其中的“HTTP”和“TCP/IP”我们都已经明白了，只要再了解一下 SSL/TLS，HTTPS 也就能够轻松掌握。
SSL 的全称是“Secure Socket Layer”，由网景公司发明，当发展到 3.0 时被标准化，改名为 TLS，即“Transport Layer Security”，但由于历史的原因还是有很多人称之为 SSL/TLS，或者直接简称为 SSL。
SSL 使用了许多密码学最先进的研究成果，综合了对称加密、非对称加密、摘要算法、数字签名、数字证书等技术，能够在不安全的环境中为通信的双方创建出一个秘密的、安全的传输通道，为 HTTP 套上一副坚固的盔甲。
你可以在今后上网时留心看一下浏览器地址栏，如果有一个小锁头标志，那就表明网站启用了安全的 HTTPS 协议，而 URI 里的协议名，也从“http”变成了“https”。

代理

代理（Proxy）是 HTTP 协议中请求方和应答方中间的一个环节，作为“中转站”，既可以转发客户端的请求，也可以转发服务器的应答。
代理有很多的种类，常见的有：

1.匿名代理：完全“隐匿”了被代理的机器，外界看到的只是代理服务器；
2.透明代理：顾名思义，它在传输过程中是“透明开放”的，外界既知道代理，也知道客户端；
3.正向代理：靠近客户端，代表客户端向服务器发送请求；
4.反向代理：靠近服务器端，代表服务器响应客户端的请求；

CDN，实际上就是一种代理，它代替源站服务器响应客户端的请求，通常扮演着透明代理和反向代理的角色。

由于代理在传输过程中插入了一个“中间层”，所以可以在这个环节做很多有意思的事情，比如：

1.负载均衡：把访问请求均匀分散到多台机器，实现访问集群化；
2.内容缓存：暂存上下行的数据，减轻后端的压力；
3.安全防护：隐匿 IP, 使用 WAF 等工具抵御网络攻击，保护被代理的机器；
4.数据处理：提供压缩、加密等额外的功能。

此文章为10月Day 14学习笔记，内容来源于极客时间《透视 HTTP 协议》。