最近阅读了《网络是怎样连接的》一书，作者是日本人户根勤，写的简单易懂，非常适合新手阅读，下面是这本书一些精彩内容的剪切，相当于一个阅读笔记吧，有兴趣的，建议购买实体书阅读

第 1 部分 生成 HTTP 请求消息

1.1 探索之旅从输入网址开始

我们的探索之旅从在浏览器中输入网址开始。网址，准确来说应该叫 URL。常见的网址开头有：http：、ftp：、file：、mailto：等等。

之所以有各种各样的 URL，是因为尽管我们通常是使用浏览器来访问 Web 服务器的，但实际上浏览器并不只有这一个功能，它也可以用来在 FTP 服务器上下载和上传文件，同时也具备电子邮件客户端的功能。可以说，浏览器是一个具备多种客户端功能的综合性客户端软件，因此它需要一些东西来判断应该使用其中哪种功能来访问相应的数据，而各种不同的 URL 就是用来干这个的，比如访问 Web 服务器时用 “http:”，而访问 FTP 服务器时用“ftp:”等。

下图列举了互联网中常见的几种 URL， 根据访问目标的不同， URL 的写法也会不同。例如在访问 Web 服务器和 FTP 服务器时，URL 中会包含服务器的域名和要访问的文件的路径名等，而发邮件的 URL 则包含收件人的邮件地址。此外，根据需要， URL 中还会包含用户名、密码、服务器端口号等信息。

1.2.浏览器先要解析 URL

浏览器要做的第一步工作就是对 URL 进行解析，从而生成发送给 Web 服务器的请求消息。URL 的格式会随着协议的不同而不同，因此下面我们以访问 Web 服务器的情况为例进行讲解。

根据 HTTP 的规格， URL 包含图 1.2（a）中的几种元素。当对 URL 进行解析时，首先需要按照图 1.2（a）的格式将其中的各个元素拆分出来，例如图 1.2（b）中的 URL 会拆分成图 1.2（c）的样子。然后，通过拆分出来的这些元素，我们就能够明白 URL 代表的含义。例如，我们来看拆分结果图1.2（c），其中包含 Web 服务器名称 www.lab.glasscom.com，以及文件的路径名 /dir1/file1.html，因此我们就能够明白，图1.2（b）中的 URL 表示要访问 www.lab.glasscom.com 这个 Web 服务器上路径名为 /dir/file1.html 的文件，也就是位于 /dir/ 目录下的 file1.html 这个文件（图1.3）。

1.3. HTTP 的基本思路

解析完 URL 之后，我们就知道应该要访问的目标在哪里了。接下来，浏览器会使用 HTTP 协议来访问 Web 服务器，不过在介绍这一环节之前，我们先来讲一讲 HTTP 协议到底是怎么回事。

HTTP 协议定义了客户端和服务器之间交互的消息内容和步骤，其基本思路非常简单。首先，客户端会想服务器发送请求消息（图1.4）。请求消息中包含的内容是“对什么”和“进行怎样的操作”两个部分。其中相当于“对什么” 的部分称为 URI。一般来说， URI 的内容是一个存放网页数据的文件或者是一个 CGI 程序的文件名，例如 “/dir1/file1.html”“/dir1/program1.cgi”等等。不过，URI 不仅限于此，也可以直接使用 “http:” 开头的 URL 来作为 URI。换句话说就是，这里可以写各种访问目标，而这些访问目标统称为 URI。 相当于接下来“进行怎样的操作”的部分称为方法。方法表示需要让 Web 服务器完成怎样的工作，其中典型的例子包括读取 URI 表示的数据、将客户端输入的数据发送给 URI 表示的程序等。表 1.1 列举了主要的方法，通过这张表大家应该能够理解通过方法可以执行怎样的操作。

除了图 1.4 中的内容之外， HTTP 消息中还有一些用来表示附加信息的头字段。客户端向 Web 服务器发送数据时，会先发送头字段，然后再发送数据。不过，头字段属于可有可无的附加信息。

收到请求消息之后， Web 服务器会对其中的内容进行解析，通过 URI 和方法来判断“对什么”“进行怎样的操作”，并根据这些要求来完成自己的工作，然后将结果存放在响应消息中。在响应消息的开头有一个状态码，它用来表示操作的执行结果是成功还是发生了错误。当我们访问 Web 服务器时，遇到找不到的文件就会显示 404 Not Found 的错误信息，其实这就是状态码。状态码后面就是头字段和网页数据。响应消息会被发送回客户端，客户端收到之后，浏览器会从消息中读出所需的数据并显示在屏幕上。到这里，HTTP 的整个工作就完成了。

（1）GET 方法

现在大家已经了解了 HTTP 的全貌，下面我们再补充一些关于 HTTP 方法的知识。表 1.1 列出的方法中，最常用的一个就是 GET 方法了。一般当我们访问 Web 服务器获取网页数据时，使用的就是 GET 方法。所谓一般的访问过程大概就是这样的：首先，在请求消息中写上 GET 方法，然后在 URI 中写上存放网页数据的文件名 “/dir1/file1.html”，这就表示我们需要获取 /dir1/file1.html 文件中的数据。当 Web 服务器收到消息后，会打开 /dir1/file1.html 文件并读取出里面的数据，然后将读出的数据存放到响应消息中，并返回给客户端。最后，客户端浏览器会收到这些数据并显示在屏幕上。

（2）POST 方法

还有一个经常使用的方法就是 POST。我们在表单中填写数据并将其发送给 Web 服务器时就会使用这个方法。当我们在网上商城填写收货地址和姓名，或者是在网上填写问卷时，都会遇到带有输入框的网页，而这些可以输入信息的部分就是表单。使用 POST 方法时，URI 会指向 Web 服务器中运行的一个应用程序的文件名，典型的例子包括“index.cgi”“index.php”等。然后，在请求消息中，除了方法和 URI 之外，还要加上传递给应用程序和脚本的数据。这里的数据也就是用户在输入框中填写的信息。当服务器收到消息后， Web 服务器会将请求消息中的数据发送给 URI 指定的应用程序。最后，Web 服务器从应用程序接受输出的结果，会将它存放到响应消息中并返回给客户端。

前面两个方法属于 HTTP 的典型用法，其他方法就不多做介绍，其实只要理解了这两个方法，就能够应付大部分情况了。

1.4. 生成 HTTP 请求消息

理解了 HTTP 的基本知识之后，让我们回到对浏览器本身的探索中来。对URL进行解析之后，浏览器确定了 Web 服务器和文件名，接下来就是根据这些信息来生成 HTTP 请求消息了。实际上， HTTP 消息在格式上是有严格规定的，因此浏览器会按照规定的格式来生成请求消息（图1.5）。

首先，请求消息的第一行称为请求行。这里的终点是最开头的方法，方法可以告诉 Web 服务器它应该进行怎样的操作。不过这里必须先解决一个问题，那就是方法有很多种，我们必须先判断应该选用其中的哪一种。

解决这个问题的关键在于浏览器的工作状态。这次探索之旅是从在浏览器顶部的地址栏中输入网址开始的，但浏览器并非只有在这一种场景下才会向 Web 服务器发送请求消息。比如点击网页中的超级链接，或者在表单中填写信息后点击“提交”按钮，这些场景都会触发浏览器的工作，而选用哪种方法也是根据场景来确定的。

我们的场景是在地址栏中输入网址并显示网页，因此这里应该使用 GET 方法。点击超级链接的场景中也是使用 GET 方法。如果是表单，在 HTML 源代码中会在表单的属性中指定使用哪种方法来发送请求，可能是 GET 也可能是 POST （图1.6）。

前面已经讲过，路径名一般来说已经包含在 URL 中了，因此只要从 URL 中提取出来原封不动地写上去就好了。

第一行的末尾需要写上 HTTP 的版本号，这是为了表示该消息是基于哪个版本的 HTTP 规格编写的。到此为止，第一行就结束了。

第二行的开始为消息头。尽管通过第一行我们就可以大致理解请求的内容，但有些情况下还需要一些额外的详细信息，而消息头的功能就是用来存放这些信息。消息头的规格中定义了很多项目，如日期、客户端支持的数据类型、语言、压缩格式、客户端和服务器的软件名称和版本、数据有效期和最后更新时间等。这些项目表示的都是非常细节的信息，因此要想准确理解这些信息的意思，就需要对 HTTP 协议有非常深入的了解。表 1.2 中列举了主要的头字段供大家参考，但不必全部弄明白。消息头中的内容随着浏览器类型、版本号、设置等的不同而不同，大多数情况下消息头的长度为几行到十几行不等。

写完消息头之后，还需要添加一个完全没有内容的空行，然后写上需要发送的数据。这一部分称为消息体，也就是消息的主体。不过在使用 GET 方法的情况下，仅凭方法和 URI， Web 服务器就能够判断需要进行怎样的操作，因此消息体中不需要填写任何数据。消息体结束之后，整个消息也就结束了。

1.5. 发送请求后会收到响应

当我们将上述请求消息发送出去之后， Web 服务器会返回响应消息。响应消息的格式以及基本思路和请求消息是相同的（图1.5（b）），差别只在第一行上。在响应消息中，第一行的内容为状态码和响应短语，用来表示请求的执行结果是成功还是出错。状态码和响应短语表示的内容一致，但它们的用途不同。状态码是一个数字，它主要用来向程序告知执行的结果（表1.3）；相对地，响应短语则是一段文字，用来向人们告知执行的结果。

返回响应消息之后，浏览器会将数据提取出来并显示在屏幕上，我们就能够看到网页的样子了。如果网页的内容只有文字，那么到这里就全部处理完毕了，但如果网页中还包括图片等资源，则还有下文。

当网页中包含图片时，会在网页中的相应位置嵌入表示图片文件的标签的控制信息。浏览器会在显示文字时搜索相应的标签，当遇到图片相关的标签时，会在屏幕上留出用来显示图片的空间，然后再次访问 Web 服务器，按照标签中指定的文件名向 Web 服务器请求获取相应的图片并显示在预留的空间中。这个步骤和获取网页文件时一样，只要在 URI 部分写上图片的文件名并生成和发送请求消息就可以了。

由于每条请求消息中只能写1个URI， 所以每次只能获取 1 个文件，如果需要获取多个文件，必须对每个文件单独发送1条请求。比如 1 个网页中包含 3 张图片，那么获取网页加上获取图片，一共需要向 Web 服务器发送 4 条请求。

判断所需的文件，然后获取这些文件并显示在屏幕上，这一系列工作的整体指挥也是浏览器的任务之一，而 Web 服务器却毫不知情。 Web 服务器完全不关心这 4 条请求获取的文件到底是 1 个网页上的还是不同网页上的，它的任务就是对每一条单独的请求返回 1 条响应而已。

到这里，我们已经介绍了浏览器与 Web 服务器进行交互的整个过程。作为参考，图1.7展示了浏览器与 Web 服务器之间交互的一个实例。在这个例子中，我们需要获取一张名为 sample.htm 的网页，网页中包含一张名为 picture.jpg 的图片，图中展示了这个过程中产生的消息。