【计算机网络】第2章：应用层—Web and HTTP
目录
一、Web 与 HTTP
二、总结
（一）Web 的定义与功能
（二）HTTP 协议的定义与功能
（三）HTTP 协议的核心机制
1. HTTP 请求与响应流程
2. HTTP 的连接类型
3. HTTP 的状态码
（四）Web 与 HTTP 的协作模型
1. 客户端-服务器架构
2. Web 服务器的组成
（五）Web 的演进与 HTTP 的发展
1. Web 的发展阶段
2. HTTP 协议的演进
（六）Web 与 HTTP 的典型应用场景
（七）总结
一、Web 与 HTTP
二、总结
（一）Web 的定义与功能
- Web（World Wide Web）
- 定义：Web 是基于超文本（Hypertext）和统一资源定位符（URL）构建的全球信息空间，由相互链接的网页、图像、脚本等数字资源组成。
- 核心特性：
- 资源对象化：每个文件（HTML 文档、图片等）视为独立对象。
- 超链接导航：通过 URL 实现跨文档跳转。
- 客户端-服务器架构：用户通过浏览器访问 Web 服务器上的资源。
- Web 的组成：
- 网页（Web Page）：由 HTML 文件、图片、脚本等对象组成。
- 网站（Website）：多个网页的集合，包含主页和其他子页面。
- 静态网页 vs 动态网页：
- 静态网页：固定内容，无需后台交互（如
.html文件）。 - 动态网页：内容根据用户请求动态生成（如 PHP、JSP 页面）。
- 静态网页：固定内容，无需后台交互（如
（二）HTTP 协议的定义与功能
- HTTP（HyperText Transfer Protocol）
- 定义：HTTP 是支撑 Web 资源传输的应用层协议，定义了客户端与服务器之间的通信规则。
- 核心功能：
- 请求-响应模式：客户端发送请求，服务器返回响应。
- 支持多种方法：如
GET、POST、HEAD等。 - 状态码机制：如
200 OK、404 Not Found等。 - 无状态协议：服务器不保存客户端的上下文信息。
- HTTP 与 Web 的协作：
- Web 的运作完全依赖 HTTP 协议传输资源。
- 例如：浏览器请求
http://example.com/index.html时，HTTP 协议负责将 HTML 文档从服务器传输到客户端。
（三）HTTP 协议的核心机制
1. HTTP 请求与响应流程
-
请求报文结构：
GET /index.html HTTP/1.1 Host: www.example.com User-Agent: Mozilla/5.0 Accept: text/html - 请求行：包含方法（
GET）、URL、HTTP 版本。 - 请求头：包含客户端信息（如
User-Agent）、请求修饰符。 - 请求体：仅在
POST方法中使用，用于传输数据。
- 响应报文结构：
HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: text/html
Content-Length: 1234
Server: Apache<html>...</html>- 状态行：包含 HTTP 版本、状态码、状态消息。
- 响应头：包含服务器信息（如
Server）、内容类型。 - 响应体：实际返回的数据（如 HTML 页面）。
2. HTTP 的连接类型
-
非持久连接（HTTP 1.0）
- 每次请求建立一个新的 TCP 连接，请求完成后立即关闭。
- 缺点：频繁的 TCP 握手和挥手导致高延迟。
-
持久连接（HTTP 1.1 默认）
- 多个请求/响应复用同一个 TCP 连接。
- 优化方式：
- 流水线（Pipelining）：允许客户端连续发送多个请求，服务器按序响应。
- 分块传输编码（Chunked Transfer Encoding）：允许流式传输内容，无需预先知道总长度。
3. HTTP 的状态码
| 类别 | 示例 | 说明 |
|---|---|---|
| 1xx（信息） | 100 Continue | 请求已接收，继续发送数据。 |
| 2xx（成功） | 200 OK | 请求成功，返回数据。 |
| 3xx（重定向） | 301 Moved Permanently | 资源已永久移动到新位置。 |
| 4xx（客户端错误） | 404 Not Found | 请求的资源不存在。 |
| 5xx（服务器错误） | 500 Internal Server Error | 服务器内部错误。 |
（四）Web 与 HTTP 的协作模型
1. 客户端-服务器架构
- 客户端：用户使用的设备（如浏览器），发送 HTTP 请求。
- 服务器：存储和处理数据的远程计算机，接收请求并返回响应。
- 通信协议：HTTP 使用 TCP 作为传输层协议，确保可靠传输。
2. Web 服务器的组成
- 监听组件：监听指定端口（如 80）的 HTTP 请求。
- 请求解析器：解析请求方法、URL、请求头和请求体。
- 处理逻辑：调用应用程序、数据库或其他资源生成响应。
- 响应生成器：构建 HTTP 响应（状态码、响应头、响应体）。
- 连接管理：管理 TCP 连接（持久连接、关闭策略）。
（五）Web 的演进与 HTTP 的发展
1. Web 的发展阶段
- Web 1.0：静态网页，单向信息传递（用户只能读取内容）。
- Web 2.0：动态网页，用户交互增强（如微博、相册）。
- Web 3.0：语义网，数据互联与智能化（通过元数据实现机器理解内容）。
2. HTTP 协议的演进
- HTTP/1.0：非持久连接，简单但效率低。
- HTTP/1.1：默认持久连接，引入分块传输和流水线。
- HTTP/2：多路复用（Multiplexing），减少延迟。
- HTTP/3：基于 QUIC 协议，进一步优化传输效率。
（六）Web 与 HTTP 的典型应用场景
- 网页浏览：浏览器通过 HTTP 请求加载 HTML、CSS、JavaScript 等资源。
- API 接口调用：后端服务通过 HTTP 提供 RESTful API，供前端或移动端调用。
- 实时通信：结合 WebSocket 协议，实现双向实时通信（如在线聊天）。
- 安全通信：通过 HTTPS（HTTP + TLS/SSL）加密传输数据，保障隐私和完整性。
（七）总结
| 对比项 | Web | HTTP |
|---|---|---|
| 定义 | 全球信息空间，基于超文本和 URL 构建 | 应用层协议，用于传输 Web 资源 |
| 核心功能 | 提供信息组织与交互的平台 | 定义客户端与服务器之间的通信规则 |
| 依赖关系 | 依赖 HTTP 协议传输资源 | 为 Web 提供传输机制 |
| 无状态特性 | 无状态（需通过 Cookie 或 Token 维持会话） | 无状态（每次请求独立） |
| 演进方向 | 从静态内容到语义网、去中心化 | 从 HTTP/1.0 到 HTTP/3，优化性能与安全性 |