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编程问答

重新学习的HTTP协议

發布時間：2023/12/15 编程问答 38 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了重新学习的HTTP协议小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

在雞年的最后一天完成了這篇文章。表示愉悅的同時，更要祝福大家狗年大吉吧....

下方是一根正經的分割線...

重新學習前端知識，自己整理總結了些內容...所以想分享給大家。在分享的同時，也可以自己學習的更扎實...如果有錯誤或者理解不正確的地方，麻煩告知我會及時更正。同時也非常歡迎大家一起討論。鞠躬。 Github地址：項目地址?(不定期更新...

定義

HTTP( HyperText Transfer Protocol )超文本傳輸協議，是一種用于分布式、協作式和超媒體信息系統的應用層協議。設計HTTP最初的目的是為了提供一種發布和接收HTML頁面的方法。通過HTTP或者HTTPS協議請求的資源由統一資源標識符（Uniform Resource Identifiers，URI）來標識。

TCP/IP & HTTP

HTTP是如何建立連接的首先我們要看下熟知的七層網絡模型(計算機網絡中的七層模型畢竟是理想中的情況，現實是很少有應用實現了七層模型，一般都是整合其中兩個或多個，實現一個四層或者五層的模型)和TCP/IP的四層網絡模型（TCP處于傳輸層，IP屬于網絡(際)層 ps:關于TCP/IP究竟是幾層協議，目前為止沒有定論，四層和五層都有，這里不展開討論），如下圖

在這里我們研究的是HTTP，自然要知道它所處在哪個模型中，答案是應用層因為HTTP是基于TCP/IP開發的協議，看過HTTP協議的同學肯定都知道，有句話概述HTTP協議為無差錯的協議，按序傳輸，未分段的數據流，這其實說的就是TCP協議。

當你在瀏覽器輸入一個URL的時候，其中發生了什么？

獲取主機名
DNS 緩存/ 解析獲取服務器IP + 端口 (瀏覽器緩存，系統緩存，路由器緩存，IPS服務器緩存，根域名服務器緩存，頂級域名服務器緩存，主域名服務器緩存)
連接到服務器（這里其實是TCP連接）
通過TCP信道發送一個HTTP請求
服務器讀取一個HTTP請求
服務器查找所需資源并通過TCP信道返回資源
關閉TCP連接

版本變遷

HTTP/0.9 已過時,只接受 GET 一種請求方法，沒有在通訊中指定版本號，且不支持請求頭.

HTTP/1.0 第一個在通訊中指定版本號的HTTP 協議版本。

HTTP/1.1 繼承了HTTP1.0簡單的特點，持久連接被默認建立，并能很好地配合代理服務器工作。還支持以管道方式在同時發送多個請求，以便降低線路負載，提高傳輸速度。

HTTP/2.0 2015年5月作為互聯網標準正式發布。

HTTP客戶端請求和服務端響應（目前主流的HTTP1.1和HTTP2

請求組成
起始行(start line) 請求方法 + 請求URI + 協議版本
報文首部（Header）
空行
報文主體
響應組成
起始行(start line) 協議版本 + 狀態碼 + 狀態嘛的原因短語
報文首部（Header）
空行
報文主體
請求方法
- GET — 獲取資源
- HEAD — 獲得報文首部
- POST -- 傳輸實體文本
- PUT -- 傳輸文件
- DELETE — 刪除文件
- CONNECT — 要求用隧道協議連接代理
- OPTIONS — 詢問支持的方法
- TRACE — 追蹤路徑
首部文件這一塊圖解HTTP的第六章有詳細內容
- 通用首部
- 信息：Connection/Date/MIME-Version/Trailer/Update/Via
- 緩存：Cache-Control/Pragma
- 請求首部
- 信息：Client-IP/From/Host/Referer/UA-Color/UA-CPU/UA-Disp/UA-OS/UA-Pixels/User-Agent
- Accept：Accept/Accept-Charset/Accept-Encoding/Accept-Language/TE
- 條件請求：Expect/If-Match/If-Modified-Since/If-None-Match/If-Range/If-Unmodified-Since/Range
- 安全請求：Authorization/Cookie/Cookie2
- 代理請求：Max-Forward/Proxy-Authorization/Proxy-Connection
- 響應首部
- 信息：Age/Public/Retry-After/Server/Title/Warning
- 協商：Accept-Ranges/Vary
- 安全響應：Proxy-Authorization/Set-Cookie/Set-Cookie2/WWW-Authenticate
- 實體首部
- 信息：Allow/Location
- 內容：Content-Base/Content-Encoding/Content-Language/Content-Length/Content-Location/Content-MD5/Content-Range/Content-Type
- 實體緩存：ETag/Expires/Last-Modified
響應狀態碼
- 100 Continue 繼續，一般在發送post請求時，已發送了http header之后服務端將返回此信息，表示確認，之后發送具體參數信息
- 200 OK 正常返回信息
- 201 Created 請求成功并且服務器創建了新的資源
- 202 Accepted 服務器已接受請求，但尚未處理
- 206 Partial Content 響應報文包含了多個范圍內的內容
- 301 Moved Permanently 請求的網頁已永久移動到新位置。
- 302 Found 臨時性重定向。
- 303 See Other 臨時性重定向，且總是使用 GET 請求新的 URI。
- 304 Not Modified 自從上次請求后，請求的網頁未修改過。
- 400 Bad Request 服務器無法理解請求的格式，客戶端不應當嘗試再次使用相同的內容發起請求。
- 401 Unauthorized 請求未授權。
- 403 Forbidden 禁止訪問。
- 404 Not Found 找不到如何與 URI 相匹配的資源。
- 500 Internal Server Error 最常見的服務器端錯誤。
- 503 Service Unavailable 服務器端暫時無法處理請求（可能是過載或維護）。

各版本簡介

HTTP/1.0

早先的HTTP/1.0是一種無狀態、無連接的應用層協議。規定瀏覽器和服務器保持短暫的連接，瀏覽器的每次請求都需要與服務器建立一個TCP連接，服務器處理完成后立即斷開TCP連接（無連接），服務器不跟蹤每個客戶端也不記錄過去的請求（無狀態）
這種無狀態性可以借助cookie/session機制來做身份認證和狀態記錄。而下面兩個問題就比較麻煩了。
首先，無連接的特性導致最大的性能缺陷就是無法復用連接。每次發送請求的時候，都需要進行一次TCP的連接，而TCP的連接釋放過程又是比較費事的。這種無連接的特性會使得網絡的利用率非常低。
其次就是就是隊頭阻塞（head of line blocking）。由于HTTP1.0規定下一個請求必須在前一個請求響應到達之前才能發送。假設前一個請求響應一直不到達，那么下一個請求就不發送，同樣的后面的請求也給阻塞了。

HTTP/1.1

長連接，通過設置Keep-Alive可以保持HTTP連接不斷開，避免了每次客戶端與服務器請求都要重復建立釋放建立TCP連接，提高了網絡的利用率。可以在請求頭中攜帶Connection: false來告知服務器關閉請求。
支持請求管道化（pipelining）。基于長連接，使得請求管線化成為可能。管線化使得請求能夠并行傳輸。舉個例子來說，假如響應的主體是一個html頁面，頁面中包含了很多img，這個時候keep-alive就起了很大的作用，能夠進行并行發送多個請求。（客戶端依據域名來向服務器建立連接，一般PC瀏覽器會針對單個域名的服務器同時建立6 ~ 8個連接，手機端一般控制在4 ~ 6個。這也是為什么很多大型網站設置不同的靜態資源CDN域名來加載資源。）需要注意的是，服務器必須按照客戶端請求的先后順序依次回送相應的結果，以保證客戶端能夠區分出每次請求的響應內容。也就是說，HTTP管道化可以讓我們把先進先出隊列從客戶端（請求隊列）遷移到服務端（響應隊列）。

如圖所示，客戶端同時發了兩個請求分別來獲取html和css，假如說服務器的css資源先準備就緒，服務器也會先發送html再發送css。同時，管道化技術只是使得客戶端能夠往一個服務器同時發送一組請求，假若客戶端想往這個相同的服務器發起另一組請求，也必須等待上一組請求全部響應完畢。可見，HTTP1.1解決隊頭阻塞（head of line blocking）還不徹底。

緩存處理，支持斷點傳輸，以及增加了Host字段（使得一個服務器能夠用來創建多個Web站點）。

HTTP/2.0

HTTP/2 is the future of the Web 這是 Akamai 公司建立的一個官方的演示，用以說明 HTTP/2 相比于之前的 HTTP/1.1 在性能上的大幅度提升。同時請求 379 張圖片，從Load time 的對比可以看出 HTTP/2 在速度上的優勢。順口提一句 HTTP/2 協議是從 SPDY 演變而來，SPDY 已經完成了使命并很快就會退出歷史舞臺（例如 Chrome 將在「2016 年初結束對 SPDY 的支持」；Nginx 已經正式支持 HTTP/2 后，也不再支持 SPDY）

二進制分幀 HTTP2.0通過在應用層和傳輸層之間增加一個二進制分幀層，突破了HTTP1.1的性能限制、改進傳輸性能。

可見，雖然HTTP2.0的協議和HTTP1.x協議之間的規范完全不同了，但是實際上HTTP2.0并沒有改變HTTP1.x的語義。簡單來說，HTTP2.0只是把原來HTTP1.x的header和body部分用frame重新封裝了一層而已。

多路復用下面是幾個概念：
- 流（stream）：已建立連接上的雙向字節流。
- 消息：與邏輯消息對應的完整的一系列數據幀。
- 幀（frame）：HTTP2.0通信的最小單位，每個幀包含幀首部，至少也會標識出當前幀所屬的流（stream id）。

從圖中可見，所有的HTTP2.0通信都在一個連接上完成，這個連接可以承載任意數量的雙向數據流。每個數據流以消息的形式發送，而消息由一或多個幀組成。這些幀可以亂序發送，然后再根據每個幀首部的流標識符（stream id）重新組裝。舉個例子，每個請求是一個數據流，數據流以消息的方式發送，而消息又分為多個幀，幀首部記錄著stream id用來標識所屬的數據流，不同屬的幀可以在連接中隨機混雜在一起。接收方可以根據stream id將幀再歸屬到各自不同的請求當中去。

請求優先級多路復用導致所有資源都是并行發送，可能會導致關鍵請求被阻塞。那么就需要「優先級」的概念了，這樣就可以對重要的文件進行先傳輸，加速頁面的渲染。
首部壓縮在HTTP1.x中，首部元數據都是以純文本的形式發送的，通常會給每個請求增加500~800字節的負荷。 HTTP/2.0規定了在客戶端和服務器端會使用并且維護「首部表」來跟蹤和存儲之前發送的鍵值對，對于相同的頭部，不必再通過請求發送，只需發送一次。事實上,如果請求中不包含首部（例如對同一資源的輪詢請求），那么首部開銷就是零字節。此時所有首部都自動使用之前請求發送的首部。如果首部發生變化了，那么只需要發送變化了數據在Headers幀里面，新增或修改的首部幀會被追加到“首部表”。首部表在 HTTP2.0的連接存續期內始終存在,由客戶端和服務器共同漸進地更新。

比如說cookie，默認情況下，瀏覽器會在每次請求的時候，把cookie附在header上面發送給服務器。（由于cookie比較大且每次都重復發送，一般不存儲信息，只是用來做狀態記錄和身份認證）

服務器推送服務器除了對最初請求的響應外，服務器還可以額外的向客戶端推送資源，而無需客戶端明確的請求。在 HTTP/2官網可以找到更多有關 HTTP/2 協議的資料。
HTTP/2 的協議協商機制？瀏覽器服務器協商結果不支持 HTTP/2 不支持 HTTP/2 不協商，使用 HTTP/1.1 不支持 HTTP/2 支持 HTTP/2 不協商，使用 HTTP/1.1 支持 HTTP/2 不支持 HTTP/2 協商，使用 HTTP/1.1 支持 HTTP/2 支持 HTTP/2 協商，使用 HTTP/2

HTTPS

HTTPS, 全稱Hyper Text Transfer Protocol Secure。相比HTTP，多了一個Secure,這是由TLS（SSL）提供的。當然也可以理解為：HTTPS = HTTP + 加密 + 認證 + 完整性保護。

SSL(Secure Sockets Layer 安全套接層),及其繼任者傳輸層安全（Transport Layer Security，TLS）是為網絡通信提供安全及數據完整性的一種安全協議。TLS 與 SSL 在傳輸層對網絡連接進行加密。圖解SSL/TLS協議 - 阮一峰的網絡日志這一篇阮老師的內容寫的不錯.就是時間有點久了，目前TLS 1.3已經上線了，感興趣的可以了解下，這個也屬于性能優化的一部分。（這里就大致的說下：TLS 1.2：需要兩次往返才能完成握手，然后才能發送請求。通過移動網絡訪問網站可以在加載時間上增加超過半秒的時間。TLS 1.3：初始握手會減半，只需要一次往返…）

傳輸過程：

HTTP => TCP => IP
HTTP => SSL/TLS => TCP => IP

CURL

這個其實是題外話，因為自己調試很少用到CURL，了解了后才發現這東西真的很好用，所以也就帶在這里寫了進去，當給自己記錄下用法也很簡單 curl [options...] <url> 具體的options可以用curl -help 去查看，這里我就說我幾個會用到的

-H/--header 自定義頭信息傳遞給服務器
-X/--request 指定什么命令
-d/--data HTTP POST方式傳送數據
-e/--referer 來源網址

總結

如果沒有時間看，直接看這里和以第一張的思維導圖。如果你覺得好，點個star.這個是我的git地址我的Git地址

HTTP是一種無狀態、無連接的應用層協議
現在主流的在使用的是HTTP/1.1 （特點：持久鏈接，增加緩存處理，支持斷點傳輸）和 HTTP/2（特點：二進制分幀，首部壓縮，多路復用，服務端推送）
HTTPS 是由TLS（SSL）提供安全的HTTP協議

chrome查看協議類型

上次看到有人提問這個，按照以下步驟就可以了

打開檢查 ...選擇到Network

右鍵Bar勾選protocol 即可

文檔參考

總結這篇學習筆記也是從很多大神的文章中和書里找到的，感興趣的同學可以去看下，更深的研究。歡迎大家一起來討論學習。當然我寫的有問題的地方，也麻煩各位幫助指出,謝謝。

《圖解 HTTP》和《HTTP 權威指南》我是先看了圖解HTTP之后讀的文章。最后粗看了一下HTTP 權威指南，這本書很優秀，但是其實比較厚，所以一上來閱讀比較困難，建議看圖解HTTP，圖片可愛，介紹的也清楚，關鍵這本書頁數少….

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HTTP1.0 HTTP1.1 HTTP2.0 主要特性對比 - 前端的那些事兒 - SegmentFault 思否

Mark Nottingham 在 Velocity Beijing 2015 的 speech ,關于 HTTP/2 下的前端性能優化相關 HTTP/2 for Front-End Developers

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