漫小畫

擅長漫話

程小員

擅長編程

周末一大早，我正在電腦前面瀏覽一些技術網站，突然女朋友大喊起來：哇，杭州又下大雪啦，快來看啊。我并沒有理她，于是她跑過來拉我。

 圖，雪后杭州

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上次杭州下雪的時候，[給女朋友介紹了什么是RPC]，這次下雪將要介紹的HTTP和RPC也有點關系，都是通信方式。

什么是HTTP協議

HTTP是HyperText Transfer Protocol的縮寫，中文翻譯為超文本傳輸協議。他是一種用于分布式、協作式和超媒體信息系統的應用層協議。HTTP是萬維網的數據通信的基礎。

說的簡單點，其實HTTP協議主要就是用來進行客戶端和服務器之間進行通信的標準協議。HTTP主要規定了客戶端如何與服務器建立鏈接、客戶端如何從服務器請求數據、服務器如何響應請求，以及最后連接如何關閉。

當我們在瀏覽器中輸入一個url，如http://www.taobao.com ，然后按下回車，一直到頁面顯示淘寶網的首頁的過程就是一次HTTP的網絡通信。

這次通信過程中，我們查看淘寶使用的電腦就是客戶端，而搭建淘寶網的那些計算機機器就是服務器。



這個過程有點像老板通過電話給員工下達命令。當我們在瀏覽器輸入網址并按下回車之后，共發生了以下四件事：

1、建立連接：老板撥通手下員工的電話?

2、進行請求：老板提出自己的要求?

3、響應：員工應答老板的請求?

4、關閉連接：掛斷電話

建立連接

老板找出自己公司的總機電話號并撥通，員工接聽電話的過程就是建立連接。

根據用戶輸入的URL地址，通過DNS、負載均衡等技術找到一臺服務器，客戶端與服務器的80端口建立一個TCP鏈接。

進行請求

電話被接通之后，老板可能要求某個具體員工來進行接聽，并且會對該員工下達一些命令，比如幫他取個快遞，幫他預訂個酒店，幫他收購一家公司等。這個過程就進行請求（request）。

客戶端向服務器發送消息，請求URL中指定的頁面，要求執行指定的操作。

老板對員工下達的命令中，可以分為很多種，比如有些命令只是簡單的事情詢問、而有些命令則要求員工執行某些決定，如收購公司等。

同樣的，HTTP的請求方法也有很多種，主要的有GET、POST、HEAD等。

響應

員工在接收到老板下單的命令后，需要對該命令做出回應。比如直接告知老板他接下來的行程，幫老板預訂好酒店后告訴他已經預訂成功等。這個過程就是響應（response）

服務器向客戶端發送響應。響應以狀態碼開頭。常見的狀態碼有：200、302、404、500等。

HTTP狀態碼由三個十進制數字組成，第一個十進制數字定義了狀態碼的類型，后兩個數字沒有分類的作用。HTTP狀態碼共分為5種類型：

漫小畫

擅長漫話

程小員

擅長編程

周末一大早，我正在電腦前面瀏覽一些技術網站，突然女朋友大喊起來：哇，杭州又下大雪啦，快來看啊。我并沒有理她，于是她跑過來拉我。

 圖，雪后杭州

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上次杭州下雪的時候，[給女朋友介紹了什么是RPC]，這次下雪將要介紹的HTTP和RPC也有點關系，都是通信方式。

什么是HTTP協議

HTTP是HyperText Transfer Protocol的縮寫，中文翻譯為超文本傳輸協議。他是一種用于分布式、協作式和超媒體信息系統的應用層協議。HTTP是萬維網的數據通信的基礎。

說的簡單點，其實HTTP協議主要就是用來進行客戶端和服務器之間進行通信的標準協議。HTTP主要規定了客戶端如何與服務器建立鏈接、客戶端如何從服務器請求數據、服務器如何響應請求，以及最后連接如何關閉。

當我們在瀏覽器中輸入一個url，如http://www.taobao.com ，然后按下回車，一直到頁面顯示淘寶網的首頁的過程就是一次HTTP的網絡通信。

這次通信過程中，我們查看淘寶使用的電腦就是客戶端，而搭建淘寶網的那些計算機機器就是服務器。



這個過程有點像老板通過電話給員工下達命令。當我們在瀏覽器輸入網址并按下回車之后，共發生了以下四件事：

1、建立連接：老板撥通手下員工的電話?

2、進行請求：老板提出自己的要求?

3、響應：員工應答老板的請求?

4、關閉連接：掛斷電話

建立連接

老板找出自己公司的總機電話號并撥通，員工接聽電話的過程就是建立連接。

根據用戶輸入的URL地址，通過DNS、負載均衡等技術找到一臺服務器，客戶端與服務器的80端口建立一個TCP鏈接。

進行請求

電話被接通之后，老板可能要求某個具體員工來進行接聽，并且會對該員工下達一些命令，比如幫他取個快遞，幫他預訂個酒店，幫他收購一家公司等。這個過程就進行請求（request）。

客戶端向服務器發送消息，請求URL中指定的頁面，要求執行指定的操作。

老板對員工下達的命令中，可以分為很多種，比如有些命令只是簡單的事情詢問、而有些命令則要求員工執行某些決定，如收購公司等。

同樣的，HTTP的請求方法也有很多種，主要的有GET、POST、HEAD等。

響應

員工在接收到老板下單的命令后，需要對該命令做出回應。比如直接告知老板他接下來的行程，幫老板預訂好酒店后告訴他已經預訂成功等。這個過程就是響應（response）

服務器向客戶端發送響應。響應以狀態碼開頭。常見的狀態碼有：200、302、404、500等。

HTTP狀態碼由三個十進制數字組成，第一個十進制數字定義了狀態碼的類型，后兩個數字沒有分類的作用。HTTP狀態碼共分為5種類型：

分類分類描述

1**	信息，服務器收到請求，需要請求者繼續執行操作
2**	成功，操作被成功接收并處理
3**	重定向，需要進一步的操作以完成請求
4**	客戶端錯誤，請求包含語法錯誤或無法完成請求
5**	服務器錯誤，服務器在處理請求的過程中發生了錯誤

關閉連接

老板在下達完命令，并且員工給予響應之后，雙方會掛斷電話。這個過程就是關閉連接。

客戶端或服務端都可以關閉連接。每個請求都是用一個單獨的網絡連接。

特別的是：服務器不回記憶前面一次連接或者其結果，這種不記憶過去請求的協議被稱為無狀態(stateless)協議。

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上圖就是一次淘寶網的HTTP請求的過程。其中顯示了request（請求）和response（響應）的所有信息。

HTTP協議的迭代

前面我們把HTTP通信比喻成打電話，嚴格一點來說，HTTP/2更像是現在的打電話。HTTP協議主要的版本有3個，分別是HTTP/1.0、HTTP/1.1和HTTP/2。

HTTP/1.0

1996年5月，HTTP/1.0 版本發布，為了提高系統的效率，HTTP/1.0規定瀏覽器與服務器只保持短暫的連接，瀏覽器的每次請求都需要與服務器建立一個TCP連接，服務器完成請求處理后立即斷開TCP連接，服務器不跟蹤每個客戶也不記錄過去的請求。

這種方式就好像我們打電話的時候，只能說一件事兒一樣，說完之后就要掛斷，想要說另外一件事兒的時候就要重新撥打電話。

HTTP/1.0中瀏覽器與服務器只保持短暫的連接，連接無法復用。也就是說每個TCP連接只能發送一個請求。發送數據完畢，連接就關閉，如果還要請求其他資源，就必須再新建一個連接。

我們知道TCP連接的建立需要三次握手，是很耗費時間的一個過程。所以，HTTP/1.0版本的性能比較差。

HTTP/1.1

為了解決HTTP/1.0存在的缺陷，HTTP/1.1于1999年誕生。相比較于HTTP/1.0來說，最主要的改進就是引入了持久連接。所謂的持久連接即TCP連接默認不關閉，可以被多個請求復用。

由于之前打一次電話只能說一件事兒，效率很低。后來人們提出一種想法，就是電話打完之后，先不直接掛斷，而是持續一小段時間，這一小段時間內，如果還有事情溝通可以再次進行溝通。

客戶端和服務器發現對方一段時間沒有活動，就可以主動關閉連接。或者客戶端在最后一個請求時，主動告訴服務端要關閉連接。

HTTP/1.1版還引入了管道機制（pipelining），即在同一個TCP連接里面，客戶端可以同時發送多個請求。這樣就進一步改進了HTTP協議的效率。



也就是說，現在打電話，一個電話里面可以吩咐多件事兒了。但是對于執行者來說，還是需要按照順序，先執行完一件事兒以后再執行另外一件事兒。

有了持久連接和管道，大大的提升了HTTP的效率。但是服務端還是順序執行的，效率還有提升的空間。

HTTP/2

HTTP/2 是 HTTP 協議自 1999 年 HTTP 1.1 發布后的首個更新，主要基于 SPDY 協議。

HTTP/2 為了解決HTTP/1.1中仍然存在的效率問題，HTTP/2 采用了多路復用。即在一個連接里，客戶端和瀏覽器都可以同時發送多個請求或回應，而且不用按照順序一一對應。能這樣做有一個前提，就是HTTP/2進行了二進制分幀，即 HTTP/2 會將所有傳輸的信息分割為更小的消息和幀（frame）,并對它們采用二進制格式的編碼。

也就是說，老板可以同時下達多個命令，員工也可以收到了A請求和B請求，于是先回應A請求，結果發現處理過程非常耗時，于是就發送A請求已經處理好的部分， 接著回應B請求，完成后，再發送A請求剩下的部分。A請求的兩部分響應在組合到一起發給老板。



而這個負責拆分、組裝請求和二進制幀的一層就叫做二進制分幀層。

除此之外，還有一些其他的優化，比如做Header壓縮、服務端推送等。

Header壓縮就是壓縮老板和員工之間的對話。

服務端推送就是員工事先把一些老板可能詢問的事情提現發送到老板的手機（緩存）上。這樣老板想要知道的時候就可以直接讀取短信（緩存）了。

目前，主流的HTTP協議還是HTTP/1.1 和 HTTP/2。并且各大網站的HTTP/2的使用率也在逐年增加。

HTTP-over-QUIC

據國際互聯網工程任務組（The Internet Engineering Task Force，簡稱 IETF ）消息，HTTP-over-QUIC 實驗性協議將被重命名為 HTTP/3，并有望成為 HTTP 協議的第三個正式版本。

QUIC （Quick UDP Internet Connections）是 Google 推出的一個項目，旨在降低基于 TCP 通訊的 Web 延遲。QUIC 非常類似 TCP+TLS+SPDY ，但是基于 UDP 實現的。

這種通信方式有點像現在我們使用的微信語言，在通話之前，老板和下屬之間并沒有直接的建立可靠連接，即不需要撥通電話，而是拿起微信，直接通過語音直接下達了命令。



HTTP/3使用UDP代替了TCP，UDP是一個非連接的協議，傳輸數據之前源端和終端不建立連接。 UDP信息包的標題很短，對系統資源的要求比TCP要低。并且UDP是使用最大努力交付，即不保證可靠交付。

我們經常使用的“ping”命令的原理就是向對方主機發送UDP數據包，然后對方主機確認收到數據包， 如果數據包是否到達的消息及時反饋回來，那么網絡就是通的。

至于，這種基于QUIC的HTTP協議究竟未來發展如何，目前只能拭目以待了。

下面是一張大圖，通過圖解來介紹HTTP/1.0、HTTP/1.1、HTTP/2.0（SDPY）和HTTP over QUIC(HTTP/3)



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HTTPS

HTTPS是Hypertext Transfer Protocol Secure的縮寫，翻譯為超文本傳輸安全協議。HTTPS經由HTTP進行通信，但利用SSL/TLS來加密數據包。

HTTPS就像是加密電話，通過一些手段來加密通話內容的。他是基于普通電話的，但是又不是普通的電話，更不是普通電話的升級版。

所以，HTTP和HTTPS是兩個不同的協議。

HTTP的URL是由“http://”起始與默認使用端口80，而HTTPS的URL則是由“https://”起始與默認使用端口443。

HTTP不是安全的，而且攻擊者可以通過監聽和中間人攻擊等手段，獲取網站帳戶和敏感信息等。HTTPS的設計可以防止前述攻擊，在正確配置時是安全的。

美國民主與技術中心 CDT 首席技術專家 Joseph Hall 表示： "使用 HTTPS，你的互聯網服務供應商不會知道你在網站上干了些什么，即使是政府和間諜也不能辦到。"

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所以，目前已經有很多網站都在使用HTTPS協議了，包括全球最大的程序員交友網站：github！我說的是github，不是pornhub哦，雖然他也是https的。

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關閉連接

老板在下達完命令，并且員工給予響應之后，雙方會掛斷電話。這個過程就是關閉連接。

客戶端或服務端都可以關閉連接。每個請求都是用一個單獨的網絡連接。

特別的是：服務器不回記憶前面一次連接或者其結果，這種不記憶過去請求的協議被稱為無狀態(stateless)協議。

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上圖就是一次淘寶網的HTTP請求的過程。其中顯示了request（請求）和response（響應）的所有信息。

HTTP協議的迭代

前面我們把HTTP通信比喻成打電話，嚴格一點來說，HTTP/2更像是現在的打電話。HTTP協議主要的版本有3個，分別是HTTP/1.0、HTTP/1.1和HTTP/2。

HTTP/1.0

1996年5月，HTTP/1.0 版本發布，為了提高系統的效率，HTTP/1.0規定瀏覽器與服務器只保持短暫的連接，瀏覽器的每次請求都需要與服務器建立一個TCP連接，服務器完成請求處理后立即斷開TCP連接，服務器不跟蹤每個客戶也不記錄過去的請求。

這種方式就好像我們打電話的時候，只能說一件事兒一樣，說完之后就要掛斷，想要說另外一件事兒的時候就要重新撥打電話。

HTTP/1.0中瀏覽器與服務器只保持短暫的連接，連接無法復用。也就是說每個TCP連接只能發送一個請求。發送數據完畢，連接就關閉，如果還要請求其他資源，就必須再新建一個連接。

我們知道TCP連接的建立需要三次握手，是很耗費時間的一個過程。所以，HTTP/1.0版本的性能比較差。

HTTP/1.1

為了解決HTTP/1.0存在的缺陷，HTTP/1.1于1999年誕生。相比較于HTTP/1.0來說，最主要的改進就是引入了持久連接。所謂的持久連接即TCP連接默認不關閉，可以被多個請求復用。

由于之前打一次電話只能說一件事兒，效率很低。后來人們提出一種想法，就是電話打完之后，先不直接掛斷，而是持續一小段時間，這一小段時間內，如果還有事情溝通可以再次進行溝通。

客戶端和服務器發現對方一段時間沒有活動，就可以主動關閉連接。或者客戶端在最后一個請求時，主動告訴服務端要關閉連接。

HTTP/1.1版還引入了管道機制（pipelining），即在同一個TCP連接里面，客戶端可以同時發送多個請求。這樣就進一步改進了HTTP協議的效率。



也就是說，現在打電話，一個電話里面可以吩咐多件事兒了。但是對于執行者來說，還是需要按照順序，先執行完一件事兒以后再執行另外一件事兒。

有了持久連接和管道，大大的提升了HTTP的效率。但是服務端還是順序執行的，效率還有提升的空間。

HTTP/2

HTTP/2 是 HTTP 協議自 1999 年 HTTP 1.1 發布后的首個更新，主要基于 SPDY 協議。

HTTP/2 為了解決HTTP/1.1中仍然存在的效率問題，HTTP/2 采用了多路復用。即在一個連接里，客戶端和瀏覽器都可以同時發送多個請求或回應，而且不用按照順序一一對應。能這樣做有一個前提，就是HTTP/2進行了二進制分幀，即 HTTP/2 會將所有傳輸的信息分割為更小的消息和幀（frame）,并對它們采用二進制格式的編碼。

也就是說，老板可以同時下達多個命令，員工也可以收到了A請求和B請求，于是先回應A請求，結果發現處理過程非常耗時，于是就發送A請求已經處理好的部分， 接著回應B請求，完成后，再發送A請求剩下的部分。A請求的兩部分響應在組合到一起發給老板。



而這個負責拆分、組裝請求和二進制幀的一層就叫做二進制分幀層。

除此之外，還有一些其他的優化，比如做Header壓縮、服務端推送等。

Header壓縮就是壓縮老板和員工之間的對話。

服務端推送就是員工事先把一些老板可能詢問的事情提現發送到老板的手機（緩存）上。這樣老板想要知道的時候就可以直接讀取短信（緩存）了。

目前，主流的HTTP協議還是HTTP/1.1 和 HTTP/2。并且各大網站的HTTP/2的使用率也在逐年增加。

HTTP-over-QUIC

據國際互聯網工程任務組（The Internet Engineering Task Force，簡稱 IETF ）消息，HTTP-over-QUIC 實驗性協議將被重命名為 HTTP/3，并有望成為 HTTP 協議的第三個正式版本。

QUIC （Quick UDP Internet Connections）是 Google 推出的一個項目，旨在降低基于 TCP 通訊的 Web 延遲。QUIC 非常類似 TCP+TLS+SPDY ，但是基于 UDP 實現的。

這種通信方式有點像現在我們使用的微信語言，在通話之前，老板和下屬之間并沒有直接的建立可靠連接，即不需要撥通電話，而是拿起微信，直接通過語音直接下達了命令。



HTTP/3使用UDP代替了TCP，UDP是一個非連接的協議，傳輸數據之前源端和終端不建立連接。 UDP信息包的標題很短，對系統資源的要求比TCP要低。并且UDP是使用最大努力交付，即不保證可靠交付。

我們經常使用的“ping”命令的原理就是向對方主機發送UDP數據包，然后對方主機確認收到數據包， 如果數據包是否到達的消息及時反饋回來，那么網絡就是通的。

至于，這種基于QUIC的HTTP協議究竟未來發展如何，目前只能拭目以待了。

下面是一張大圖，通過圖解來介紹HTTP/1.0、HTTP/1.1、HTTP/2.0（SDPY）和HTTP over QUIC(HTTP/3)



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HTTPS

HTTPS是Hypertext Transfer Protocol Secure的縮寫，翻譯為超文本傳輸安全協議。HTTPS經由HTTP進行通信，但利用SSL/TLS來加密數據包。

HTTPS就像是加密電話，通過一些手段來加密通話內容的。他是基于普通電話的，但是又不是普通的電話，更不是普通電話的升級版。

所以，HTTP和HTTPS是兩個不同的協議。

HTTP的URL是由“http://”起始與默認使用端口80，而HTTPS的URL則是由“https://”起始與默認使用端口443。

HTTP不是安全的，而且攻擊者可以通過監聽和中間人攻擊等手段，獲取網站帳戶和敏感信息等。HTTPS的設計可以防止前述攻擊，在正確配置時是安全的。

美國民主與技術中心 CDT 首席技術專家 Joseph Hall 表示： "使用 HTTPS，你的互聯網服務供應商不會知道你在網站上干了些什么，即使是政府和間諜也不能辦到。"

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所以，目前已經有很多網站都在使用HTTPS協議了，包括全球最大的程序員交友網站：github！我說的是github，不是pornhub哦，雖然他也是https的。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的漫话：如何给女朋友解释什么是HTTP的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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