万维网的HTTP和FTP协议

周开强　张广旭　鹿利秋

摘 要：20世纪40年代以来，人们就梦想能拥有一个世界性的信息库。在这个信息库中，信息不仅能被全球的人们存取，而且能轻松地链接到其他地方的信息，使用户可以方便快捷地获得重要的信息。1991年8月6日，伯纳斯·李发表万维网项目简介的文章。标志着万维网公共服务的首次亮相。1994年6月，中国新闻计算机网络（China News Digest，CND）将World Wide Web称为“万维网”。万维网联盟W3C理事会（World Wide Web Consortium，W3C）于1994年10月在麻省理工学院（MIT）计算机科学实验室成立。

关键词：万维网；WWW；HTTP；FTP；Web服务器

WWW（World Wide Web，3W，Web）中文译名为万维网，环球信息网等。是欧洲核物理研究中心（CERN）为全球范围的科学家利用Internet建立在客户机/服务器模型之上，为了方便地进行通信、交流和查询所建立的。Internet采用超文本和超媒体的信息组织方式，将信息的链接扩展到整个Internet上。万维网是一个分布式的超媒体（Hypermedia）系统，它是超文本（Hypertext）系统的扩充，所谓超文本是包含指向其他文档的链接文本，超文本是万维网的基础，在万维网中，主要使用了两个协议，分别是HTTP协议和FTP协议。

1 HTTP协议

超文本传输协议（Hypertext Transfer Protocol，HTTP）提供了访问超文本信息的功能，是万维网与Web服务器之间的通信协议，属于应用层。HTTP协议是用于分布式协作超文本信息系统的、通用的、面向对象的协议。可以用于传输各种超文本页面和数据。

HTTP协议包括以下4个步骤：

第一，建立连接。客户端向服务器发出建立连接HTTP报文的请求，服务端将响应发送回客户端，连接建立。

第二，发送请求。客户端按照HTTP协议通过连接线路向服务端发送请求。

第三，给出应答。服务器按照客户端的要求给出应答，将结果HTML文件返回给客户端。

第四，关闭连接。客户端接到HTTP报文请求后关闭连接。

HTTP协议是基于TCP/IP之上的协议，它不仅保证是否能够正确传输超文本文档，而且还要确定传输文档中的哪一部分，以及哪部分内容首先显示等。通常HTTP报文消息包括客户向服务器的请求报文和服务器向客户的响应报文。这两种类型的报文消息由一个起始行，一个或者多个头域，一个指示结束的空行和消息体组成。HTTP的报文结构包括通用首部、请求首部、响应首部、实体首部和实体主体五个部分。每个头域由<域名>，<：>和<域值>三部分组成。（注意：域名与大小写无关，可以在域值前添加任何数量的空格符，可将万维网的头域扩展为多行。）

通用域名首部包含请求和响应报文，其中的头域还包含Cache-Control、Connection、Date、Pragma、Transfer-Encoding、Upgrade、Via等。对通用头域的扩展要求通讯双方都支持，如果存在不支持的通用头域，一般将会作为实体处理。

一次HTTP操作其工作过程可分为以下几步：

第一，浏览器分析链接指向页面的URL。

第二，浏览器向DNS请求解析IP地址。

第三，域名系统DNS解析出微软服务器的IP地址。

第四，浏览器与该服务器建立TCP链接。

第五，浏览器发出HTTP请求GET。

第六，服务器通过HTTP响应把文件index.heml发送给浏览器。

第七，TCP连接释放。

第八，浏览器将文件index.heml进行解释，并将Web页显示给用户。

如果在以上过程中的某一步出现错误，那么产生错误的信息将返回到客户端，由显示屏输出。对于用户来说，这些过程是由HTTP自己完成的，用户只要用鼠标点击，等待信息显示就可以了。HTTP采用TCP作为运输层协议，保证了数据的可靠传输，HTTP不需要考虑数据在传输过程中丢失后是怎样重传的，但是HTTP协议本身是无连接的，即通信双方在交换HTTP报文之前不需要先建立HTTP链接。

2 FTP协议

文件传输协议（File Transfer Protocol，FTP）是因特网上使用最广泛的文件传输协议，FTP运行在TCP上采用客户/服务器模型，包括两个组成部分，分别为FTP服务器、FTP客户端。其中FTP服务器用来存储文件，用户可以使用FTP客户端通过FTP协议访问位于服务器上的资源。FTP使用20和21这两个端口，如果采用主动模式，那么数据传输端口就是20；如果采用被动模式，数据传输端口就是21。

FTP提供以下功能：

第一，提供不同种类的主机系统之间的传输。

第二，使用户对远程服务器上的文件进行管理。

第三，提供文件共享能力。

另FTP还有两种模式，主动方式Standard（PORT方式），被动方式Passive（PASV方式）。Standard模式下FTP客户端发送PORT命令到服务器。Passive模式下FTP的客户端发送PASV命令到FTP Server。

Port：FTP客户端与服务器的21端口建立控制连接，用来传输控制信息，客户端发送请求，通过控制连接发送给服务器端的控制进程。服务器通过自己的数据连接端口连接至客户端的指定端口并发送数据。

FTP服务器在很多情况下是不支持PASV模式的，因为很多防火墙在设置时，是不允许接受外部发起连接的，因而位于防火墙后或内网的客户端无法穿过防火墙打开FTP服务器的高端端口，故许多内网的客户端不能用PORT模式登陆FTP服务器，造成无法连接。

文件交换协议（File Exchange Protoco，FXP）相当于是FTP的控制器，也可以认为FXP本身其实就是FTP的一个子集，使一个FTP客户端控制两个FTP服务器，在两个服务器之间传送文件。FTP协议的任务是使计算机将文件传送至另一台计算机，它与这两台计算机所处的位置、联接的方式、是否使用相同的计算机操作系统均没有关系。例如，两台计算机通过FTP协议连接，并且能够成功地访问Internet，用户就可以使用FTP命令来传输文件。

其传输方式可分为两大类：ASCII传输和二进制数据传输。

ASCII传输模式：若客户端当时正在拷贝的文件中包含的简单ASCII码，在机器上运行的是不同的操作系统，当文件传输时，FTP协议通常会自动地调整文件的内容以便于将文件“翻译”成另一台计算机存储的文本文件格式，就是我们通常所说的翻译。但是时常会有这样的情况发生，用户正在传输的文件包含的不是文本文件，它们可能是程序、数据库、字处理文件或者压缩文件等信息。那么这时，ASCII传输模式则会消耗大量的时间、资源进行翻译，与我们所希望的相去甚远，于是，出现了第二种传输方式，二进制传输。

参考文献：

[1] 沈红，李爱华.计算机网络（第二版）[M].清华大学出版社，2010.

[2] 谢希仁.计算机网络（第5版）[M].电子工业出版社，2011.

作者简介：周开强（1993—），男，黑龙江庆安人。

张广旭（1994—），男，辽宁建昌人。

鹿利秋（1994—），女，山东菏泽人。