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Http协议的详细总结

JakeWharton 2023-10-06 原文

HTTP协议

超文本传输协议（HyperText Transfer Protocol），缩写HTTP。通过HTTP或者HTTPS协议请求的资源由统一资源标识符（Uniform Resource Identifiers，URI）来标识。由HTTP客户端发起一个请求，创建一个到服务器指定端口（默认是80端口）的TCP连接。HTTP服务器则在那个端口监听客户端的请求。一旦收到请求，服务器会向客户端返回一个状态，比如"HTTP/1.1 200 OK"，以及返回的内容，如请求的文件、错误消息、或者其它信息。

URI和URL

  • URI：Uniform Resource Identifier，统一资源标识符
    Web上可用的每种资源如HTML文档、图像、视频片段、程序等都是用URI来定位的；
    URI一般由三部分组成：
  1. 访问资源的命名机制
  2. 存放资源的主机名
  3. 资源自身的名称，由路径表示，着重强调于资源
  • URL：Uniform Resource Location，统一资源定位符
    URL是Internet上用来描述信息资源的字符串，主要用在各种WWW客户程序和服务器程序上。URL是URI的一种。
    采用URL可以用一种统一的格式来描述各种信息资源，包括文件、服务器的地址和目录等。
    URL一般由三部组成
  1. 协议
  2. 可访问该资源的主机IP地址（或带有端口号）
  3. 主机资源的具体地址（目录加文件名）

URL的构成：

  1. 协议部分：协议部分为http:
  2. 域名部分：域名部分例如"www.jianshu.com"，当然域名也可以用IP地址，IP少一步用DNS服务器解析
  3. 端口部分：域名和端口之间使用":"分隔。端口不是URL必须的部分，如果端口省略，将采用默认端口号80，所以实际请求地址是http://www.jianshu.com:80
    4.虚拟目录部分：从域名后的第一个“/”开始到最后一个“/”为止，是虚拟目录部分。虚拟目录也不是一个URL必须的部分。
  4. 文件名部分：指在服务器中访问的资源文件的路径。
  5. 锚部分：从“#”开始到最后，都是锚部分，也不是必须的部分。做过html的都知道，用于定位到页面的滑动位置。
  6. 参数部分：从“？”开始到“#”为止之间的部分为参数部分，又称搜索部分、查询部分。例如?page=1。

请求的种类：

HTTP协议中共定义了八种方法或者叫“动作”来表明对Request-URI指定的资源的不同操作方式。就类似操作数据库和文件系统一样，设计网络的请求也是一样。URL用于定位了网络资源，创造PUT,DELETE,POST,GET来对应增，删，改，查操作。但是我们在实际应用中常用的也就是get和post，其他请求方式也都可以通过这两种方式间接的来实现。

  • GET
    向指定资源发出“显示“信息。使用GET方法只用于获取数据，而不应该改变数据本身，即不对数据进行操作和提交信息。

  • POST
    向指定资源提交数据，请求服务器进行处理（例如提交参数/表单，或者上传文件）。可能会对数据进行操作和提交信心，创建资源。

  • PUT
    向指定资源位置上传其最新内容。

  • DELETE
    顾名思义，请求服务器删除URI所对应的资源。

  • HEAD
    与GET方法一样，都是向服务器发出指定资源的请求。只不过服务器将不传回资源的本文部分。它的好处在于，使用这个方法可以在不必传输全部内容的情况下，就可以获取其中“关于该资源的信息”（元信息或称元数据）。

  • TRACE
    回显服务器收到的请求，主要用于测试或诊断。

  • OPTIONS
    这个方法可使服务器传回该资源所支持的所有HTTP请求方法。用'*'来代替资源名称，向Web服务器发送OPTIONS请求，可以测试服务器功能是否正常运作。

  • CONNECT
    HTTP/1.1协议中预留给能够将连接改为管道方式的代理服务器。通常用于SSL加密服务器的链接（经由非加密的HTTP代理服务器）。

GET和POST的区别：

  1. 参数携带位置不同。
    GET提交的数据会附加家URL之后（即把数据放在请求行中），会在地址栏中显示，接？=传值，多个参数用&连接。POST提交的数据放在HTTP包体中，地址栏不显示。

  2. 传输数据大小限制不同。
    不同浏览器对URL的长度有限制，因此对于GET提交时，传输数据就会受到URL长度的限制。POST由于不是通过URL传值，理论上数据不受限。

  3. POST的安全性要比GET的安全性高。因为浏览器可能对请求地址做历史记录的存储，对于GET请求的登录，那其他人就可以直接在URL上拿到你的账号和密码了，而POST拿不到参数。

HTTP请求信息：

客户端发送一个HTTP请求到服务的请求信息包括以下格式：
请求行（request line）、请求头（header，常用于存放token）、空行和请求数据四个部分。

image.png

例如：

GET /8669504-c2641e8e6eed5904.png HTTP/1.1
Host www.jianshu.com
User-Agent Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/51.0.2704.106 Safari/537.36
Accept image/webp,image/,/*;q=0.8
Referer www.jianshu.com
Accept-Encoding gzip, deflate, sdch
Accept-Language zh-CN,zh;q=0.8
name=Professional%20Ajax&publisher=lili

  1. 第一行请求行，用来说明请求类型，要访问的资源以及所使用的HTTP版本。
  2. 第二部分，大括号之间的请求头部，用于提交服务器的附加信息。
  3. 第三部分，空行，请求头部后面的空行是必须的。
  4. 第四部分，请求数据也叫主体，可以添加任意的其他数据。

HTTP响应信息：

服务器接受请求回传响应信息也由四分部组成：
状态行，消息报头，空行和响应正文。
例如：

HTTP/1.1 200 OK
Date: Fri, 22 May 2017 06:07:21 GMT
Content-Type: text/html; charset=UTF-8
<html>
<head></head>
<body>
</body>
</html>

  1. 第一行包括协议版本号，返回状态码
  2. 第二行为响应日期时间
  3. 第三行为响应消息报头，Content-Type:指定了MIME类型的HTML(text/html),编码类型是UTF-8
  4. 响应正文，服务器返回给客户端的文本信息。

HTTP状态码：

状态码有三位数字，第一数字表示当前相应的类型，各个类型有：

  • 1xx消息——请求已被服务器接受，继续处理
  • 2xx成功——请求已成功被服务器接收（如见到就像亲人的200，201）
  • 3xx重定向——需要后续操作才能完成这一请求
  • 4xx请求错误——客户端错误：请求含有词法错误或无法被执行（如见到就想暴走的404 Not Found）
  • 5xx服务器错误——服务端错误：服务器在处理某个正确请求时发生错误（如一见到就想找后台的500）

常见的状态码如下：
200 OK：客户端请求成功
400 Bad Request：客户端请求有语法错误，不能被服务器所理解
401 Unauthorized：请求未经授权，这个状态代码必须和WWW-Authenticate报头域一起使用
403 Forbidden：服务器收到请求，但是拒绝提供服务
500 Internal Server Error：服务器发生不可预期的错误
503 Server Unavailable：服务器当前不能处理客户端的请求，一段时间后可能恢复正常

总结HTTP一次请求的完整过程：

image.png
  1. 客户端与服务端建立TCP连接
  2. 通过TCP套接字连接，发送HTTP请求
  3. 服务器解析请求，定位请求资源，将查询资源然后返回HTML文本数据，由客户端读取。
  4. 释放TCP连接
    5.客户端浏览器解析HTML内容
浏览器输入网站发生的事件：

1、浏览器向 DNS 服务器请求解析该 URL 中的域名所对应的 IP 地址;
2、解析出 IP 地址后，根据该 IP 地址和默认端口 80，和服务器建立TCP连接;
3、浏览器发出读取文件(URL 中域名后面部分对应的文件)的HTTP 请求，该请求报文作为 TCP 三次握手的第三个报文的数据发送给服务器;
4、服务器对浏览器请求作出响应，并把对应的 html 文本发送给浏览器;
5、释放 TCP连接;
6、浏览器将该 html 文本并显示内容;

Http各版本特性有哪些：

HTTP 1.0

特点：
1.引入请求头和响应头（数据类型、语言版本、编码类型、用户代理）；
2.数据压缩；
3.引入状态码；
4.提供了Cache缓存机制（head里的缓存头：If-Modified-Since、Expires）。

瓶颈：
仅支持短连接，对于包含多个请求的文件，会大大增加开销；
串行文件传输，一个请求没有及时返回，会引起队头阻塞；
一个服务器仅支持一个域名；
因为在响应头中需要指定数据大小，因此无法接收动态生成的数据；
服务器只能传递完整的数据，而不能满足“只想要数据的一部分”这样的需求，会导致带宽浪费；
不支持断点续传。
每次数据传输，在TCP建立连接时，三次握手都会有1.5个RTT（round-trip time）的延迟。

HTTP 1.1

特点：
1.支持持久连接，一次连接可以发送多个请求和响应（最多6个）
2.引入虚拟主机技术，让一个服务器可以支持多个域名；
3.引入Cookie与安全机制；
4.引入range头域，可以只请求资源的一部分（状态码206）；
5.优化缓存策略（在head中，增加Etag、If-Unmodified-Since、If-Match、If-None-Match等缓存头）；
6.增加错误状态码。

HTTP 2.0

1.使用多路复用技术，一个连接可以发送多个请求；
2.可以设置请求优先级；
3.借助专门为首部压缩设计的HPACK 算法进行首部压缩。

HTTP2.0多路复用有多好？
HTTP 性能优化的关键并不在于高带宽，而是低延迟。TCP 连接会随着时间进行自我「调谐」，起初会限制连接的最大速度，如果数据成功传输，会随着时间的推移提高传输的速度。这种调谐则被称为 TCP 慢启动。由于这种原因，让原本就具有突发性和短时性的 HTTP 连接变的十分低效。
HTTP/2 通过让所有数据流共用同一个连接，可以更有效地使用 TCP 连接，让高带宽也能真正的服务于 HTTP 的性能提升。

HTTP 3.0

特点：
1.基于UDP
2.实现了多路复用；
3.实现了流量控制、可靠传输；
4.实现了快速握手。

瓶颈：
兼容性尚不完整；
优化程度不高。

参考：
https://blog.csdn.net/qq_44647809/article/details/120570572
https://zhuanlan.zhihu.com/p/342311013

Http协议libr

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