网络分层模型和应用协议

分层模型

分层的意义

当遇到一个复杂问题的时候，可以使用分层的思想把问题简单化

比如，你有半杯82年的可乐，想分享给你的朋友王富贵，但你们已经10年没有联系了。要完成这件事，你可能要考虑：

• 我用什么装可乐？

  可能的方案：塑料瓶、玻璃瓶、煤气罐

• 怎么保证可乐始终处于低温？

  可能的方案：保温杯、小冰箱、冰盒

• 如何保证可乐不被运输的人偷喝？

  可能的方案：封条、在上面写「毒药」

• 如何获取王富贵的地址？

  可能的方案：报案失踪、联系私人侦探、联系物流公司的朋友

• 如何运输？

  可能的方案：自行车、汽车、火车、高铁、飞机、火箭

这就形成了一个分层结构

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从常理出发，我们可以得出以下结论：

• 每层相对独立，只需解决自己的问题
• 每层无须考虑上层的交付，仅需把自己的结果交给下层即可
• 每层有多种方案可供选择，选择不同的方案不会对上下层造成影响
• 每一层会在上一层的基础上增加一些额外信息

五层网络模型

网络要解决的问题是：两个程序之间如何交换数据。

这是一个非常复杂的问题，因为两个程序有可能出现在不同的设备上。

面对复杂的问题，可以使用分层的方式来简化。

经过不断的演化，网络最终形成了五层模型：

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数据的传输

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四层、五层、七层

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应用层协议

URL

URL（uniform resource locator，统一资源定位符）用于定位网络服务

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URL是一个固定格式的字符串

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它表达了：

从网络中==哪台计算机（domain）==中的==哪个程序（port）==寻找==哪个服务（path）==，并注明了获取服务的==具体细节（path）==，以及要用什么样的==协议通信（schema）==

这里面包含了一些细节：

• 当协议是http端口为80时，端口可以省略
• 当协议是https端口为443时，端口可以省略
• schema、domain、path是必填的，其他的根据具体的要求填写

HTTP

超文本传输协议（Hyper Text Transfer Protocol，HTTP）是一个广泛运用于互联网的应用层协议。

99%的情况下，前端开发者接触的都是HTTP协议。

该协议规定了两个方面的内容：

• 传递消息的模式
• 传递消息的格式

传递消息的模式

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HTTP使用了一种极为简单的消息传递模式，「请求-响应」模式

发起请求的称之为客户端，接收请求并完成响应的称之为服务器。

「请求-响应」完成后，一次交互结束。

传递消息的格式

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HTTP的消息格式是一种纯文本的格式，文本分为三个部分：

请求行
请求头

请求体

具体每一部分写什么内容，要看具体的服务要求

试一试

有非常多的工具可以发送http请求，这里推荐一个非常直观的工具

1. 安装vscode插件REST Clinet

   [图片上传失败...(image-caa536-1685541082876)]

2. 新建文件xxx.http

3. 编写请求文本

   POST /api/user/login HTTP/1.1
   Host: study.duyiedu.com
   Content-Type: application/json
   
   {
     "loginId":"admin",
     "loginPwd":"123123"
   }
   

4. 发送请求

熟悉关键信息

请求方法

请求行中的第一个单词是请求方法

在HTTP协议中，请求方法仅有语义的区别，只是表达了这次请求的「愿望」。

关于请求方法的协议原文见 HTTP/1.1规范RFC7231-Chapter4

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比如GET表达了客户端想要获取一些东西，POST表达了客户端想要提交一些东西

常见的请求方法有：

• GET：获取
• POST：提交
• PUT：修改
• DELETE：删除

具体在开发中应该选择什么请求方法，一定是看服务方的要求

通常情况下：

• 获取数据一般使用GET
• 提交数据一般使用POST
• 各种静态资源的获取，一般使用GET

请求头 - Host

Host标注了URL地址中的Domain + Port

示例：

Host: study.duyiedu.com

请求头 - Content-Type

Content-Type标注了附带的请求体是什么格式

比如，请求体的数据为loginId:admin, loginPwd:123456，请求体可以用不同的格式发出

Content-Type: application/x-www-form-urlencoded

loginId=admin&loginPwd=123123

Content-Type: application/json

{ "loginId": "admin", "loginPwd": "123123" }

Content-Type: multipart/form-data; boundary=aaa

--aaa
Content-Disposition: form-data; name="loginId"

admin
--aaa
Content-Disposition: form-data; name="loginPwd"

123456
--aaa
Content-Disposition: form-data; name="avatar"; filename="small.jpg"
Content-Type: image/jpeg

文件的二进制
--aaa--

响应码

响应码（状态码、消息码）是响应行中的一个数字，后面往往跟上一个对应的单词，用于表达服务器对这个响应的整体「态度」

常见的响应码有：

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常见的状态码有：

1. 200 OK：一切正常。

2. 301 Moved Permanently：资源已被永久重定向。

   你的请求我收到了，但是呢，你要的东西不在这个地址了，我已经永远的把它移动到了一个新的地址，麻烦你取请求新的地址，地址我放到了响应头的Location中了

   试试请求：www.douyutv.com

3. 302 Found：资源已被临时重定向。

   你的请求我收到了，但是呢，你要的东西不在这个地址了，我临时的把它移动到了一个新的地址，麻烦你取请求新的地址，地址我放到了请求头的Location中了

4. 304 Not Modified：文档内容未被修改。

   你的请求我收到了，你要的东西跟之前是一样的，没有任何的变化，所以我就不给你结果了，你自己就用以前的吧。啥？你没有缓存以前的内容，关我啥事

5. 400 Bad Request：语义有误，当前请求无法被服务器理解。

   你给我发的是个啥啊，我听都听不懂

6. 403 Forbidden：服务器拒绝执行。

   你的请求我已收到，但是我就是不给你东西

7. 404 Not Found：资源不存在。

   你的请求我收到了，但我没有你要的东西

8. 500 Internal Server Error：服务器内部错误。

   你的请求我已收到，但这道题我不会，解不出来，先睡了

响应头 - Content-Type

Content-Type标注了附带的响应体是什么格式

常见的值有：

1. text/plain: 普通的纯文本
2. text/html：html文档
3. text/javascript 或 application/javascript：js代码
4. text/css：css代码
5. image/jpeg：jpg图片
6. attachment：附件
7. 其他MIME类型

浏览器的通信能力

用户代理

浏览器可以代替用户完成http请求，代替用户解析响应结果，所以我们称之为：

用户代理 user agent

在网络层面，对于前端开发者，必须要知道浏览器拥有的两大核心能力：

• 自动发出请求的能力
• 自动解析响应的能力

自动发出请求的能力

当一些事情发生的时候，浏览器会代替用户自动发出http请求，常见的包括：

1. 用户在地址栏输入了一个url地址，并按下了回车

   浏览器会自动解析URL，并发出一个GET请求，同时抛弃当前页面。

2. 当用户点击了页面中的a元素

   浏览器会拿到a元素的href地址，并发出一个GET请求，同时抛弃当前页面。

3. 当用户点击了提交按钮<button type="submit">...</button>

   浏览器会获取按钮所在的<form>元素，拿到它的action属性地址，同时拿到它method属性值，然后把表单中的数据组织到请求体中，发出指定方法的请求，同时抛弃当前页面。

   这种方式的提交现在越来越少见了

4. 当解析HTML时遇到了<link> <img> <script> <video> <audio>等元素

   浏览器会拿到对应的地址，发出GET请求

5. 当用户点击了刷新

   浏览器会拿到当前页面的地址，以及当前页面的请求方法，重新发一次请求，同时抛弃当前页面。

浏览器在发出请求时，会自动附带一些请求头

==重点来了==

从古至今，浏览器都有一个约定：

当发送GET请求时，浏览器不会附带请求体

这个约定深刻的影响着后续的前后端各种应用，现在，几乎所有人都在潜意识中认同了这一点，无论是前端开发人员还是后端开发人员。

由于前后端程序的默认行为，逐步造成了GET和POST的各种差异：

1. 浏览器在发送 GET 请求时，不会附带请求体

2. GET 请求的传递信息量有限，适合传递少量数据；POST 请求的传递信息量是没有限制的，适合传输大量数据。

3. GET 请求只能传递 ASCII 数据，遇到非 ASCII 数据需要进行编码；POST 请求没有限制

4. 大部分 GET 请求传递的数据都附带在 path 参数中，能够通过分享地址完整的重现页面，但同时也暴露了数据，若有敏感数据传递，不应该使用 GET 请求，至少不应该放到 path 中

5. POST 不会被保存到浏览器的历史记录中

6. 刷新页面时，若当前的页面是通过 POST 请求得到的，则浏览器会提示用户是否重新提交。若是 GET 请求得到的页面则没有提示。

自动解析响应的能力

浏览器不仅能发送请求，还能够针对服务器的各种响应结果做出不同的自动处理

常见的处理有：

1. 识别响应码

   浏览器能够自动识别响应码，当出现一些特殊的响应码时浏览器会自动完成处理，比如301、302

2. 根据响应结果做不同的处理

   浏览器能够自动分析响应头中的Content-Type，根据不同的值进行不同处理，比如：

   • text/plain: 普通的纯文本，浏览器通常会将响应体原封不动的显示到页面上

   • text/html：html文档，浏览器通常会将响应体作为页面进行渲染

   • text/javascript或application/javascript：js代码，浏览器通常会使用JS执行引擎将它解析执行

   • text/css：css代码，浏览器会将它视为样式

   • image/jpeg：浏览器会将它视为jpg图片

   • application/octet-stream：二进制数据，会触发浏览器下载功能

   • attachment：附件，会触发下载功能

     该值和其他值不同，应放到Content-Disposition头中。

基本流程

访问：https://oss.duyiedu.com/test/index.html

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AJAX

浏览器本身就具备网络通信的能力，但在早期，浏览器并没有把这个能力开放给JS。

最早是微软在IE浏览器中把这一能力向JS开放，让JS可以在代码中实现发送请求，并不会刷新页面，这项技术在2005年被正式命名为AJAX（Asynchronous Javascript And XML）

AJAX 就是指在web应用程序中异步向服务器发送请求。

它的实现方式有两种，XMLHttpRequest 简称XHR和Fetch

以下是两者的对比

实战

请求并获取响应数据

请求地址：https://study.duyiedu.com/api/herolist

请求方法：GET

响应类型：application/json

响应结果：王者荣耀英雄数据

上传文件并监控进度

准备工作：启动本地文件上传服务器

如果没有安装node

1. 下载安装node，https://nodejs.org/zh-cn/

2. 打开命令行工具，设置淘宝源

   npm config set registry https://registry.npm.taobao.org
   

安装依赖

1. 在命令行进入upload-server目录
2. 运行npm i

启动服务器

1. 在命令行进入upload-server目录
2. 运行npm start

上传接口

请求路径：/upload/single

请求方法：POST

消息格式：multipart/form-data

字段名称：avatar

允许的后缀名：['.jpg', '.jpeg', '.bmp', '.webp', '.gif', '.png']

最大尺寸：1M

响应格式：JSON

响应结果示例：

// 成功
{
  "data": "文件的访问地址"
}
// 失败：后缀名不符号要求
{
  "errCode": 1,
  "errMsg": "后缀名不符合要求"
}
// 失败：文件过大
{
  "errCode": 2,
  "errMsg": "文件过大"
}

登录和鉴权

由于HTTP协议的特点，每次「请求-响应」都是独立的，这就会导致身份信息丢失的问题

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这个问题可以使用token令牌解决

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在使用AJAX时可以按照这样一种通用模式处理：

1. 在处理响应结果时，只要服务器给我的响应头中包含了token，就将其保存在localStorage中
2. 在请求时，只要localStorage中有token，就将其代入到响应头发送到服务器。

接口参考

登录：https://yapi.duyiedu.com/project/72/interface/api/105

获取账号信息：https://yapi.duyiedu.com/project/72/interface/api/114

获取聊天记录：https://yapi.duyiedu.com/project/72/interface/api/117

发送聊天消息：https://yapi.duyiedu.com/project/72/interface/api/120

ChatGPT

准备工作：启动本地服务器

已安装好node，以及设置好了npm的淘宝源

安装依赖

1. 在命令行进入chat-server目录
2. 运行npm i

启动服务器

1. 在命令行进入chat-server目录
2. 运行npm run dev

聊天接口

请求路径：/chat

请求方法：POST

请求消息格式：application/json

请求体格式：

// 清除当前的聊天上下文
// 清除后，服务器不再记录之前的聊天内容，后续的聊天将使用新的上下文
{
  "clear": true
}

// 发送消息
{
  "content": "我要你扮演海绵宝宝的魔法海螺壳"
}

响应格式：纯文本

好的，我现在开始扮演海绵宝宝的魔法海螺壳。我可以说出各种魔法语言和帮助海绵宝宝和派大星解决问题。让我们开始冒险吧！噢呵呵呵呵！

注意：响应比较耗时，服务器会流式的将文本发送到客户端，为了提高用户体验，客户端最好流式的接收消息。