1.3 網絡基礎TCP/IP

為了理解HTTP，我們有必要事先了解一下TCP/IP協議族。

通常使用的網絡（包括互聯網）是在TCP/IP協議族的基礎上運作的。而HTTP屬于它內部的一個子集。

接下來，我們僅介紹理解HTTP所需掌握的TCP/IP協議族的概要。若想進一步學習有關TCP/IP的知識，請參考其他講解TCP/IP的專業書籍。

1.3.1 TCP/IP協議族

計算機與網絡設備要相互通信，雙方就必須基于相同的方法。比如，如何探測到通信目標、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確定。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內容。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。

1.3.2 TCP/IP的分層管理

TCP/IP協議族里重要的一點就是分層。TCP/IP協議族按層次分別分為以下4層：應用層、傳輸層、網絡層和數據鏈路層。

把TCP/IP層次化是有好處的。比如，如果互聯網只由一個協議統籌，某個地方需要改變設計時，就必須把所有部分整體替換掉。而分層之后只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后，每個層次內部的設計就能夠自由改動了。

值得一提的是，層次化之后，設計也變得相對簡單了。處于應用層上的應用可以只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、是否能確保傳輸送達等問題。

TCP/IP協議族各層的作用如下。

應用層

應用層決定了向用戶提供應用服務時通信的活動。

TCP/IP協議族內預存了各類通用的應用服務。比如，FTP（File Transfer Protocol，文件傳輸協議）和DNS（Domain Name System，域名系統）服務就是其中兩類。

HTTP協議也處于該層。

傳輸層

傳輸層對上層應用層，提供處于網絡連接中的兩臺計算機之間的數據傳輸。

在傳輸層有兩個性質不同的協議：TCP（Transmission Control Protocol，傳輸控制協議）和UDP（User Data Protocol，用戶數據報協議）。

網絡層（又名網絡互連層）

網絡層用來處理在網絡上流動的數據包。數據包是網絡傳輸的最小數據單位。該層規定了通過怎樣的路徑（所謂的傳輸路線）到達對方計算機，并把數據包傳送給對方。

與對方計算機之間通過多臺計算機或網絡設備進行傳輸時，網絡層所起的作用就是在眾多的選項內選擇一條傳輸路線。

鏈路層（又名數據鏈路層，網絡接口層）

用來處理連接網絡的硬件部分。包括控制操作系統、硬件的設備驅動、NIC（Network Interface Card，網絡適配器，即網卡），及光纖等物理可見部分（還包括連接器等一切傳輸媒介）。硬件上的范疇均在鏈路層的作用范圍之內。

1.3.3 TCP/IP通信傳輸流

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。

接著，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標記序號及端口號后轉發給網絡層。

在網絡層（IP協議），增加作為通信目的地的MAC地址后轉發給鏈路層。這樣一來，發往網絡的通信請求就準備齊全了。

接收端的服務器在鏈路層接收到數據，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）。