HTTP

HTTP 的全程是超文本文件传输协议，即 HyperText Transfer Protocol 用于传输网页等超文本信息。

一个常见的网页（Webpage）主要由以下的东西组成：

  • HTML文件
  • JavaScript脚本
  • CSS层叠样式表
  • JPEG等其它资源文件

而HTTP的主要功能就是向客户机正确提供这些文件

URL

URL是输入在浏览器里面用来访问互联网资源的地址，其格式形如：

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http://www.someSchool.edu/someDepartment/picture.gif

这里面主要包含一下几个部分：

  • http:// 指明协议，可能包含 http 、https 等
  • www.someSchool.edu 被称为hostname即主机名，是指提供该服务的主机名称
  • someDepartment/picture.gif 是路径名(Path name) 描述希望获取的资源的位置

这个URL这里是可以整花活的，例如你可以在桌面创建一个 a.txt 的文件，然后在浏览器中输入 file:///C:/Users/Username/Desktop/a.txt 记得把这里面的username换成你自己的用户名，按下回车就可以在浏览器中查看本地的文件了

解释一下这里为什么 file 后面是三个 / 其实你也可以写成 file://localhost/ 的，只是这里省略了

另外，这里的hostname后面可以跟端口，例如：

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http://www.ericli.vip:8080/

这个URL的含义就是使用HTTP协议访问主机 www.ericli.vip 的 8080 端口

Non-Persistent and Persistent Connections

HTTP有两种连接方式，一种是 Persistent 另一种是 Non-Persistent 这两种的区别就是 Non-Persistent 的链接每一次传输文件都需要重新建立一个 TCP 链接，需要重新花费 2RTT 的时间来握手，而 Non-persistent 的不会

http报文格式

request

一个http头的形式如下：

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GET /somedir/page.html HTTP/1.1
Host: www.someschool.edu 
Connection: close 
User-agent: Mozilla/5.0
Accept-language: fr

其规约如下：

这里面每个键的含义如下：

  • method: 包括 GET 、POST 、HEAD 、PUT 和 DELETE 其中最常用的是 GET 用于获取一个网页
  • URL: 这里的 URL 字段就只有路径了，因为hostname后面有专门的字段保存
  • Version: 就是这里的 HTTP/1.1 表示使用的 HTTP 版本号
  • Host: 这个键的位置填的是主机名称
  • Connection: close 这一条表示这个http链接预期是 non-persistent 的
  • User-agent: Mozilla/5.0 这里表示的是浏览器版本
  • Accept-language: fr表示预期收到的语言版本
    而在这个例子中，因为方法是 GET所以不需要写 Entity body 字段，但是如果方法是 POST 之类的，就需要根据用户的输入填写 Entity body 字段

response

一个http的回文如下：

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HTTP/1.1 200 OK
Connection: close
Date: Tue, 18 Aug 2015 15:44:04 GMT
Server: Apache/2.2.3 (CentOS)
Last-Modified: Tue, 18 Aug 2015 15:11:03 GMT 
Content-Length: 6821
Content-Type: text/html 
(data data data data data ...)

其形式规约为：

这里面的头的含义如下：

  • HTTP/1.1 200 OK 表示版本号是 HTTP/1.1 状态码为 200 OK 即这个请求找到了服务器并请求到了正确的内容
  • Connection: close 表示server在发送这条http消息之后就会关闭 注意这里和上面请求的区别
  • Date: Tue, 18 Aug 2015 15:44:04 GMT 注意，这里表示的是 这个http回复被服务器创建并发送的时间
  • Server: Apache/2.2.3 (CentOS) 表示服务器的版本信息
  • Last-Modified: Tue, 18 Aug 2015 15:11:03 GMT 表示这个实体上一次被修改的最后时间
  • Content-Length: 6821 表示内容的长度，单位是 bytes
  • Content-Type: text/html  表示返回实体的类型

这里的状态码有以下的可选情况：

  • 200 OK 成功找到了想要的内容并正确返回
  • 301 Moved Permanently 表示网页的内容被永久移动到了新的地址，此时会返回一个 Location: 字段标识出新的地址
  • 400 Bad Request 表示这个请求没有被正确识别，服务器无法做出响应
  • 404 Not Found 表示这个请求的实体无法找到
  • 505 HTTP Version Not Supported 表示服务器无法支持这个版本的 http 服务

Web caching

这个方法的本意就是，你每次请求一个资源的时候没必要都去网站的服务器上请求，可能在局域网内部做一个缓存系统，那么每次请求一个资源的时候，流程如下：

  • 浏览器先和 cache server 握手建立连接并向 cache server 发送请求
  • Web cache 会先检查本地有没有这个资源的拷贝如果有，就把这个资源直接发回去
  • 如果这个 Web cache 没有该资源，那么就会和原始的服务器建立请求并请求该资源
  • 当 web cache 收到资源的时候，会拷贝一份，留存本地并发送给浏览器

Conditional GET

如果 web cache 在储存了副本之后，原始的资源发生了更改，那么会造成不一致，所以这个时候有一个机制可以询问原始的server有没有发生变化，即 web cache 会发送一条请求：

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GET /fruit/kiwi.gif HTTP/1.1
Host: www.exotiquecuisine.com 
If-modified-since: Wed, 9 Sep 2015 09:23:24

这个时候如果没有发生更改，server会回复：

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HTTP/1.1 304 Not Modified
Date: Sat, 10 Oct 2015 15:39:29
Server: Apache/1.3.0 (Unix) 
(empty entity body)

表示没有更改，否则会重发这个资源

SMTP

发邮件的流程如下：

DNS

DNS记录

一个DNS记录是一个四元组，内容是 (Name, Value, Type, TTL) 其中的TTL表示

  • A 记录：记录的是hostname的IP地址
  • NS 记录：这种记录里面的 Name 里面放的是请求的域名，而 Value 键里面放的是知道该域名IP地址的 DNS 服务器名称，例如 (foo.com, dns.foo.com, NS)
  • CNAME 记录：这里面记录的 name 是 alias 的别名，例如 (foo.com, relay1.bar.foo.com, CNAME)这里面的 relay1.bar.foo.com 是 foo.com 的规范名称
  • MX 记录：这里面的value是这个域名下面的邮箱的规范名，例如： (foo.com, mail.bar.foo.com, MX)
    TBD

P2P

一个P2P网络的形式如下：

这里面的 表示第 台机器的上载速度，而 表示它的下载速度

peer之间不相互传输

在这种情况下，服务器需要向所有的机子传输数据，记 那么可以发现，这个时候传输一个大小为 的文件的时间 为:

p2p的结构

  • 最开始的时候，只有服务器持有这个文件，那么服务器上载的时间至少需要
  • 所有client都接收，至少需要 的时间
  • 考虑这个网络中所有终端的上载能力，总共需要上载 大小的数据，而所有终端都上载的时候，总的速率为 所以此时最少的分发时间为
    考虑以上三点，那么在p2p网络结构中，分发该文件的耗时为：

    而下界是可以取到的