网络与 Web 基础全解析：从通信原理到实际应用

网络与 Web 基础是编程、运维、前后端开发的 “底层地基”，核心围绕 “设备如何通信” 和 “Web 如何工作” 两大核心问题，涵盖TCP/IP 通信协议、HTTP/HTTPS 传输规则、域名解析、浏览器请求流程四大模块。本文拒绝抽象理论堆砌，用 “通俗解释 + 实操验证 + 场景案例” 的方式，让零基础也能快速掌握核心逻辑，同时覆盖搜索引擎高频检索需求，适合作为入门进阶的实用指南。

一、核心概念速览：先搞懂 “是什么”

学习前先明确关键术语，避免后续理解脱节：

术语	通俗解释	核心作用
TCP/IP 协议族	互联网的 “通信规则集合”	让不同设备（手机、服务器、电脑）跨网络通信
IP 地址	设备的 “网络身份证”	标识网络中唯一设备（如 192.168.1.1）
端口	设备内的 “应用门牌号”	区分设备上的不同服务（如 80 端口对应网页服务）
HTTP/HTTPS	Web 的 “数据传输协议”	浏览器与服务器之间传输网页、数据的规则
域名	IP 地址的 “易记别名”	替代难记的 IP（如www.baidu.com替代 110.242.68.3）
DNS 解析	“别名转身份证” 的过程	将域名转换为 IP，让浏览器找到目标服务器

关键逻辑：设备通过 TCP/IP 协议通信 → Web 基于 HTTP/HTTPS 传输数据 → 域名通过 DNS 解析对应 IP → 浏览器按流程请求并渲染页面。

二、TCP/IP 协议族：互联网的 “通信基石”

所有网络通信（包括刷网页、发消息、传文件）都基于 TCP/IP 协议族，核心是 “分层协作”—— 每层负责特定功能，上层依赖下层，无需关心底层实现。

1. TCP/IP 五层模型（实战派简化版）

不用死记七层模型，五层模型更贴合实际应用：

分层	核心功能	通俗类比	实操关联
物理层	传输电信号 / 光信号（硬件层面）	快递的 “公路 / 铁路”（物理通道）	网线、光纤、网卡（坏了会断网）
数据链路层	局域网内通信（MAC 地址识别）	快递的 “同城配送”（按小区地址）	交换机、ARP 协议（局域网内找设备）
网络层	跨网络路由（IP 地址定位）	快递的 “跨省运输”（按邮编地址）	路由器、IP 协议（跨网访问百度）
传输层	端口到端口通信（保障可靠性 / 速度）	快递的 “上门收件 / 派件”（按门牌号）	TCP/UDP 协议、端口（80/443 端口）
应用层	具体应用服务（面向用户）	快递的 “面单填写 / 签收”（用户交互）	HTTP、HTTPS、DNS、SSH（日常用的服务）

重点：开发 / 运维主要关注

传输层（TCP/UDP）

和

应用层（HTTP/HTTPS）

，底层由操作系统和硬件自动处理。

2. 传输层核心：TCP 与 UDP 的 “取舍”

传输层有两个核心协议，实际应用中根据需求选择：

特性	TCP（传输控制协议）	UDP（用户数据报协议）	实际应用场景
连接方式	面向连接（三次握手建立连接）	无连接（直接发，不建立连接）	TCP：网页、支付、文件传输（需可靠）；UDP：直播、游戏、语音（需快速）
可靠性	保证数据完整、有序到达（丢包重传）	不保证（可能丢包、乱序）
速度	较慢（有确认、重传开销）	较快（无额外开销）
数据大小	无限制（按流传输）	有限制（单次数据包大小有限）

TCP 三次握手（必懂！）：

为什么 TCP 可靠？因为连接前要 “三次确认”：

客户端 → 服务端：“我要连你，准备好了吗？（SYN）”
服务端 → 客户端：“我准备好了，你连吧！（SYN+ACK）”
客户端 → 服务端：“收到，我开始连了！（ACK）”

三次握手完成，连接建立，后续才能传输数据。

3. 实操验证：用命令看 TCP/IP 工作状态

\ 1. 查看本机IP（Linux/macOS）

ifconfig   或 ip addr

\ Windows用：ipconfig

\ 2. 测试网络连通性（基于ICMP协议，属于网络层）

ping www.baidu.com   能收到回复说明网络可达

ping 127.0.0.1      测试本机网络栈是否正常（不通则本地网络有问题）

\ 3. 查看端口占用（Linux）

netstat -tuln   列出所有监听的TCP/UDP端口

\ 示例：看到0.0.0.0:80 → 80端口正在提供HTTP服务

\ 4. 测试端口是否开放（比如测试百度443端口）

telnet www.baidu.com 443   连接成功说明端口开放

\ 或用nc命令（更强大）

nc -zv www.baidu.com 80 443

三、HTTP/HTTPS：Web 的 “数据传输规则”

Web 的本质是 “浏览器（客户端）” 和 “服务器” 的交互，而 HTTP/HTTPS 就是两者沟通的 “语言”—— 规定了数据如何发送、格式是什么。

1. HTTP 协议：超文本传输协议（基础版）

（1）核心特点

无状态：服务器不记得你的上一次请求（比如第一次登录后，第二次访问仍需验证，需用 Cookie/Session 保持状态）；
明文传输：所有数据（账号、密码、网页内容）都是 “裸奔”，容易被劫持、篡改；
基于 TCP：先建立 TCP 连接，再传 HTTP 数据，请求完连接可能关闭（HTTP/1.1 后支持长连接）；
请求 - 响应模型：浏览器发 “请求”，服务器回 “响应”，一问一答。

（2）HTTP 请求 / 响应结构（实战抓包示例）

用 Chrome 开发者工具（F12→Network）抓包，能看到真实的 HTTP 请求 / 响应：

\ HTTP请求（浏览器→服务器）

GET /index.html HTTP/1.1   请求行：方法+路径+协议版本

Host: www.baidu.com         请求头：键值对，描述请求信息

User-Agent: Chrome/120.0.0.0   浏览器标识

Accept: text/html           可接收的响应格式

Cookie: BAIDUID=xxx         身份标识（保持状态）

\ 空行（分隔请求头和请求体）

username=test\&password=123   请求体（仅POST/PUT有，传参数）

\ HTTP响应（服务器→浏览器）

HTTP/1.1 200 OK   状态行：协议版本+状态码+描述

Server: nginx     服务器软件

Content-Type: text/html; charset=utf-8   响应数据类型（HTML）

Content-Length: 1024   响应数据大小

Set-Cookie: BAIDUID=xxx   服务器设置Cookie

\ 空行

\<!DOCTYPE html>...   响应体（实际内容，如HTML、图片、JSON）

（3）核心请求方法（动词的含义）

HTTP 请求方法是 “动作指令”，告诉服务器要做什么：

方法	作用	实际场景
GET	获取资源（查）	访问网页、搜索内容（如百度搜 “Python”）
POST	提交资源（改 / 增）	登录、提交表单、上传文件
PUT	全量更新资源	编辑文章（覆盖原有内容）
DELETE	删除资源	删除文件、注销账号
HEAD	只获取响应头（不拿内容）	检查资源是否存在、更新时间

（4）HTTP 状态码（响应结果的 “密码”）

状态码是服务器的 “回复状态”，记住高频码就能快速排查问题：

类别	含义	高频码	场景示例
2xx	成功	200 OK（请求成功）	正常访问网页
3xx	重定向（需进一步操作）	301（永久重定向）、302（临时重定向）	域名变更、页面搬家
4xx	客户端错误（你的问题）	400（参数错误）、401（未登录）、403（无权限）、404（资源不存在）	网址输错、未登录访问会员页
5xx	服务端错误（服务器问题）	500（内部错误）、502（网关错误）、503（服务不可用）	服务器宕机、代码 bug

2. HTTPS 协议：HTTP+SSL/TLS（加密版）

HTTP 明文传输的问题太致命（比如输入密码时被劫持），HTTPS 就是 “HTTP 加了层加密保护”—— 核心是 SSL/TLS 协议，解决 “劫持、篡改、伪造” 三大问题。

（1）HTTPS 核心原理

加密方式：“非对称加密 + 对称加密” 结合：

握手阶段：用非对称加密（公钥加密，私钥解密）传输 “对称加密密钥”（避免密钥被劫）；
数据传输阶段：用对称加密（同一密钥加密解密）传输数据（速度快）；

身份认证：通过 CA 证书验证服务器身份（比如访问淘宝时，证书确保你连的是真淘宝，不是钓鱼网站）。

（2）HTTP vs HTTPS 核心区别

对比维度	HTTP	HTTPS
传输方式	明文	加密（SSL/TLS）
端口	80	443
安全性	低（易劫持、篡改）	高（加密 + 认证）
证书	无需	需 CA 颁发证书（免费 / 付费）
性能	快（无加密开销）	稍慢（握手 + 加密，可通过 HTTP/2 优化）

（3）实操：查看 HTTPS 证书信息

\ Linux用openssl查看百度证书

echo | openssl s\_client -connect www.baidu.com:443 2>/dev/null | openssl x509 -noout -text

\ 能看到证书有效期、颁发机构、公钥等信息

四、域名与 DNS 解析：从 “网址” 到 “IP” 的映射

我们记网址（如www.baidu.com）比记 IP（110.242.68.3）容易，而 DNS 解析就是 “把网址翻译成 IP” 的过程 —— 相当于互联网的 “电话簿”。

1. URL 结构：网址的 “组成部分”

一个完整的 URL 包含所有访问资源的信息，以https://www.baidu.com:443/s?wd=python#top为例：

部分	含义	说明
https	协议（HTTP/HTTPS/FTP 等）	规定数据传输方式
www.baidu.com	域名	对应服务器 IP 的别名
443	端口	HTTPS 默认端口，可省略（HTTP 默认 80）
/s	资源路径	服务器上的具体资源位置
wd=python	查询参数	GET 方法的参数（键值对）
#top	锚点	页面内定位（不传给服务器，浏览器本地处理）

2. DNS 解析流程（从网址到 IP 的 7 步）

当你输入www.baidu.com并回车，DNS 解析会按以下顺序查找 IP：

浏览器缓存：先查浏览器本地缓存（比如之前访问过百度，直接用缓存的 IP）；
操作系统缓存：查本地 hosts 文件（Linux/etc/hosts，WindowsC:\Windows\System32\drivers\etc\hosts）；
本地 DNS 服务器：向路由器或运营商 DNS（如 114.114.114.114）查询；
根 DNS 服务器：本地 DNS 找不到时，向根 DNS（互联网顶级 DNS）查询；
顶级域 DNS：根 DNS 返回.com 顶级域 DNS 服务器地址；
权威 DNS 服务器：顶级域 DNS 返回百度的权威 DNS 服务器地址；
返回 IP：权威 DNS 返回www.baidu.com对应的 IP，最终传给浏览器。

实操：手动解析域名

\ 1. 用nslookup解析域名（跨平台）

nslookup www.baidu.com

\ 输出示例：Address: 110.242.68.3（百度的IP）

\ 2. 用dig查看详细解析过程（Linux/macOS）

dig www.baidu.com

\ 能看到解析经过的DNS服务器、记录类型等

五、浏览器请求流程：从输入网址到页面展示

以访问https://www.baidu.com为例，完整流程共 8 步，每一步都能对应前面学的知识点：

输入网址：用户在地址栏输入www.baidu.com并回车；
DNS 解析：按上面的流程，将域名转为 IP（如 110.242.68.3）；
TCP 三次握手：浏览器与百度服务器的 443 端口建立 TCP 连接；
HTTPS 握手：协商加密密钥，验证百度的 CA 证书（确保是真百度）；
发送 HTTP 请求：浏览器发送 GET 请求（请求行 + 请求头，比如要访问首页）；
服务端处理：百度服务器接收请求，查询首页数据，返回 HTTP 响应（200 OK + HTML 内容）；
TCP 四次挥手：数据传输完成，关闭 TCP 连接；
浏览器渲染：解析 HTML（结构）、CSS（样式）、JS（交互），加载图片、字体等资源，最终展示百度首页。

常见问题：页面加载慢的原因（对应流程优化）

DNS 解析慢：优化 DNS 缓存，用就近的 DNS 服务器（如阿里云 DNS：223.5.5.5）；
握手慢：启用 HTTP/2（复用连接，减少握手次数）；
资源加载慢：压缩 HTML/CSS/JS，用 CDN 加速图片 / 视频，开启懒加载；
服务端处理慢：优化接口代码，添加缓存（如 Redis）。

六、实战场景：排查 Web 访问异常

遇到 “网页打不开”“访问报错” 时，按以下步骤排查：

ping 域名：ping ``www.baidu.com，不通则网络或 DNS 有问题；
telnet 端口：telnet ``www.baidu.com`` 443，不通则端口被防火墙拦截；
查看状态码：Chrome F12→Network，看状态码：

404：网址输错或资源不存在，核对 URL；
403：无权限，检查是否登录、IP 是否被封禁；
500：服务器内部错误，联系运维或开发排查代码；

抓包看请求头：检查 Cookie、User-Agent 是否正确，是否有跨域限制（Access-Control-Allow-Origin）。

posted @ 2025-12-08 16:31 python农工阅读(0) 评论(0) 收藏举报

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