萬維網的HTTP和FTP協議

周開強　張廣旭　鹿利秋

摘 要：20世紀40年代以來，人們就夢想能擁有一個世界性的信息庫。在這個信息庫中，信息不僅能被全球的人們存取，而且能輕松地鏈接到其他地方的信息，使用戶可以方便快捷地獲得重要的信息。1991年8月6日，伯納斯·李發表萬維網項目簡介的文章。標志著萬維網公共服務的首次亮相。1994年6月，中國新聞計算機網絡（China News Digest，CND）將World Wide Web稱為“萬維網”。萬維網聯盟W3C理事會（World Wide Web Consortium，W3C）于1994年10月在麻省理工學院（MIT）計算機科學實驗室成立。

關鍵詞：萬維網；WWW；HTTP；FTP；Web服務器

WWW（World Wide Web，3W，Web）中文譯名為萬維網，環球信息網等。是歐洲核物理研究中心（CERN）為全球范圍的科學家利用Internet建立在客戶機/服務器模型之上，為了方便地進行通信、交流和查詢所建立的。Internet采用超文本和超媒體的信息組織方式，將信息的鏈接擴展到整個Internet上。萬維網是一個分布式的超媒體（Hypermedia）系統，它是超文本（Hypertext）系統的擴充，所謂超文本是包含指向其他文檔的鏈接文本，超文本是萬維網的基礎，在萬維網中，主要使用了兩個協議，分別是HTTP協議和FTP協議。

1 HTTP協議

超文本傳輸協議（Hypertext Transfer Protocol，HTTP）提供了訪問超文本信息的功能，是萬維網與Web服務器之間的通信協議，屬于應用層。HTTP協議是用于分布式協作超文本信息系統的、通用的、面向對象的協議?？梢杂糜趥鬏敻鞣N超文本頁面和數據。

HTTP協議包括以下4個步驟：

第一，建立連接?？蛻舳讼蚍掌靼l出建立連接HTTP報文的請求，服務端將響應發送回客戶端，連接建立。

第二，發送請求?？蛻舳税凑誋TTP協議通過連接線路向服務端發送請求。

第三，給出應答。服務器按照客戶端的要求給出應答，將結果HTML文件返回給客戶端。

第四，關閉連接?？蛻舳私拥紿TTP報文請求后關閉連接。

HTTP協議是基于TCP/IP之上的協議，它不僅保證是否能夠正確傳輸超文本文檔，而且還要確定傳輸文檔中的哪一部分，以及哪部分內容首先顯示等。通常HTTP報文消息包括客戶向服務器的請求報文和服務器向客戶的響應報文。這兩種類型的報文消息由一個起始行，一個或者多個頭域，一個指示結束的空行和消息體組成。HTTP的報文結構包括通用首部、請求首部、響應首部、實體首部和實體主體五個部分。每個頭域由<域名>，<：>和<域值>三部分組成。（注意：域名與大小寫無關，可以在域值前添加任何數量的空格符，可將萬維網的頭域擴展為多行。）

通用域名首部包含請求和響應報文，其中的頭域還包含Cache-Control、Connection、Date、Pragma、Transfer-Encoding、Upgrade、Via等。對通用頭域的擴展要求通訊雙方都支持，如果存在不支持的通用頭域，一般將會作為實體處理。

一次HTTP操作其工作過程可分為以下幾步：

第一，瀏覽器分析鏈接指向頁面的URL。

第二，瀏覽器向DNS請求解析IP地址。

第三，域名系統DNS解析出微軟服務器的IP地址。

第四，瀏覽器與該服務器建立TCP鏈接。

第五，瀏覽器發出HTTP請求GET。

第六，服務器通過HTTP響應把文件index.heml發送給瀏覽器。

第七，TCP連接釋放。

第八，瀏覽器將文件index.heml進行解釋，并將Web頁顯示給用戶。

如果在以上過程中的某一步出現錯誤，那么產生錯誤的信息將返回到客戶端，由顯示屏輸出。對于用戶來說，這些過程是由HTTP自己完成的，用戶只要用鼠標點擊，等待信息顯示就可以了。HTTP采用TCP作為運輸層協議，保證了數據的可靠傳輸，HTTP不需要考慮數據在傳輸過程中丟失后是怎樣重傳的，但是HTTP協議本身是無連接的，即通信雙方在交換HTTP報文之前不需要先建立HTTP鏈接。

2 FTP協議

文件傳輸協議（File Transfer Protocol，FTP）是因特網上使用最廣泛的文件傳輸協議，FTP運行在TCP上采用客戶/服務器模型，包括兩個組成部分，分別為FTP服務器、FTP客戶端。其中FTP服務器用來存儲文件，用戶可以使用FTP客戶端通過FTP協議訪問位于服務器上的資源。FTP使用20和21這兩個端口，如果采用主動模式，那么數據傳輸端口就是20；如果采用被動模式，數據傳輸端口就是21。

FTP提供以下功能：

第一，提供不同種類的主機系統之間的傳輸。

第二，使用戶對遠程服務器上的文件進行管理。

第三，提供文件共享能力。

另FTP還有兩種模式，主動方式Standard（PORT方式），被動方式Passive（PASV方式）。Standard模式下FTP客戶端發送PORT命令到服務器。Passive模式下FTP的客戶端發送PASV命令到FTP Server。

Port：FTP客戶端與服務器的21端口建立控制連接，用來傳輸控制信息，客戶端發送請求，通過控制連接發送給服務器端的控制進程。服務器通過自己的數據連接端口連接至客戶端的指定端口并發送數據。

FTP服務器在很多情況下是不支持PASV模式的，因為很多防火墻在設置時，是不允許接受外部發起連接的，因而位于防火墻后或內網的客戶端無法穿過防火墻打開FTP服務器的高端端口，故許多內網的客戶端不能用PORT模式登陸FTP服務器，造成無法連接。

文件交換協議（File Exchange Protoco，FXP）相當于是FTP的控制器，也可以認為FXP本身其實就是FTP的一個子集，使一個FTP客戶端控制兩個FTP服務器，在兩個服務器之間傳送文件。FTP協議的任務是使計算機將文件傳送至另一臺計算機，它與這兩臺計算機所處的位置、聯接的方式、是否使用相同的計算機操作系統均沒有關系。例如，兩臺計算機通過FTP協議連接，并且能夠成功地訪問Internet，用戶就可以使用FTP命令來傳輸文件。

其傳輸方式可分為兩大類：ASCII傳輸和二進制數據傳輸。

ASCII傳輸模式：若客戶端當時正在拷貝的文件中包含的簡單ASCII碼，在機器上運行的是不同的操作系統，當文件傳輸時，FTP協議通常會自動地調整文件的內容以便于將文件“翻譯”成另一臺計算機存儲的文本文件格式，就是我們通常所說的翻譯。但是時常會有這樣的情況發生，用戶正在傳輸的文件包含的不是文本文件，它們可能是程序、數據庫、字處理文件或者壓縮文件等信息。那么這時，ASCII傳輸模式則會消耗大量的時間、資源進行翻譯，與我們所希望的相去甚遠，于是，出現了第二種傳輸方式，二進制傳輸。

參考文獻：

[1] 沈紅，李愛華.計算機網絡（第二版）[M].清華大學出版社，2010.

[2] 謝希仁.計算機網絡（第5版）[M].電子工業出版社，2011.

作者簡介：周開強（1993—），男，黑龍江慶安人。

張廣旭（1994—），男，遼寧建昌人。

鹿利秋（1994—），女，山東菏澤人。