面试之认真死磕HTTP协议

声明：如下内容多参考整理于网络文章

一.缘起

以前去面试时，面试官几乎没有问其余问题，整场面试下来，死磕协议的知识不放，因为本身在这方面准备并非很充分，回答的并非很好，因而回来结合面试的状况，查了不少的资料，认真地了解一下HTTP协议，若是写的很差的地方，留言指出。

二.HTTP概述：

HTTP ( HyperText Transfer Protocal)，全称为超文本传输协议。HTTP是一个客户端终端（用户）和服务器端（网站）请求和应答的标准。一般，由HTTP客户端发起一个请求，建立一个到服务器指定端口（默认是80端口）的TCP链接。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，好比"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。

三.HTTP特色：

• 支持客户端、服务端模式
• 简单快速：客户向服务器请求服务时，只须要传送请求方法和路径。因为HTTP协议简单，使得通讯速度比较快
• 灵活：HTTP容许传输任意类型的数据对象。正在传输的类型由Content-Type加以标记
• 无链接：每次链接只处理一个请求，服务器处理完客户请求，收到用户的应答后，便断开链接，这种方式能够节省传输时间
• 无状态：无状态是指协议对于事物处理没有记忆能力。不对请求和响应之间的通讯状态进行保存，缺乏状态意味着若是后续处理须要前面的信息，则它必须重传，无状态协议解决办法： 一、经过、Cookie 二、经过Session会话保存

四.TCP/IP

TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol，传输控制协议/网际协议）是指可以在多个不一样网络间实现信息传输的协议簇。TCP/IP协议不只仅指的是TCP 和IP两个协议，而是指一个由FTP、SMTP、TCP、UDP、IP等协议构成的协议簇， 只是由于在TCP/IP协议中TCP协议和IP协议最具表明性，因此被称为TCP/IP协议。

五.TCP/IP参考模型

应用层：负责处理特定的应用程序细节。简单网络管理SNMP协议，简单网络传输SMTP，域名解析DNS，文件下载FTP协议，远程协助，Telnet协议，超文本传输HTTP等等。

传输层：主要为两台主机上的应用提供端到端的通讯。TCP协议和UDP协议

网络层：处理分组在网络中的活动，好比分组的选路。IP协议等

网络接口层：包括操做系统中的设备驱动程序、计算机中对应的网络接口卡

六.HTTP与HTTPS的区别

概述：

HTTP协议传输的数据都是未加密的，也就是明文的，能够用抓包工具直接抓下来而且可见，而HTTPS则是利用了网景公司设计的SSL（Secure Sockets Layer）协议对HTTP协议传输的数据进行加密，SSL 依靠证书来验证服务器的身份，并为浏览器和服务器之间的通讯加密。抓包工具抓下来的是密文，大幅增长了中间人攻击的成本。简单来讲，HTTPS协议是由SSL+HTTP协议构建的可进行加密传输、身份认证的网络协议，要比HTTP协议安全

主要区别：

• HTTP的URL由http://起始且默认使用端口80，而HTTPS的URL由https://起始且默认使用端口443
• HTTP是超文本传输协议，信息是明文传输，HTTPS则是具备安全性的 SSL 加密传输协议
• HTTP的链接很简单，是无状态的，HTTPS 协议是由 SSL+HTTP 协议构建的可进行加密传输、身份认证的网络协议，比 http 协议安全

七.HTTP1.0与HTTP2.0的区别

HTTP 2.0 的出现，相比于 HTTP 1.x ，大幅度的提高了 web 性能

1.多路复用

多路复用容许经过单一的HTTP2.0链接同时发起多重的请求-响应消息，而在HTTP1.0中，浏览器客户端在同一时间，针对同一域名的请求有必定数量的限制，超出限制数目的请求会被阻塞HTTP2.0 能够很容易的去实现多流并行而不用依赖创建多个 TCP 链接，HTTP2.0 把 HTTP 协议通讯的基本单位缩小为一个一个的帧，这些帧对应着逻辑流中的消息。并行地在同一个 TCP 链接上双向交换消息。

2.二进制分帧

HTTP2.0在应用层（HTTP2.0）和传输层（TCP/UDP）之间增长一个二进制分帧层，在二进制分帧层中，HTTP2.0会将全部的信息分割为更小的消息和帧，并采用二进制格式编码

HTTP2.0 通讯都在一个链接上完成，这个链接能够承载任意数量的双向数据流。

在过去， HTTP 性能优化的关键并不在于高带宽，而是低延迟。TCP 链接会随着时间进行自我「调谐」，起初会限制链接的最大速度，若是数据成功传输，会随着时间的推移提升传输的速度。这种调谐则被称为TCP 慢启动。因为这种缘由，让本来就具备突发性和短时性的 HTTP 链接变的十分低效。HTTP/2 经过让全部数据流共用同一个链接，能够更有效地使用 TCP 链接，让高带宽也能真正的服务于HTTP 的性能提高。

3.首部压缩

HTTP/1.1并不支持 HTTP 首部压缩，为此 SPDY 和 HTTP/2 应运而生， SPDY 使用的是通用DEFLATE 算法，而 HTTP/2 则使用了专门为首部压缩而设计的 HPACK 算法。

4.服务端推送

服务端推送是一种在客户端请求以前发送数据的机制。在 HTTP/2 中，服务器能够对客户端的一个请求发送多个响应。服务端推送让 HTTP1.x 时代使用内嵌资源的优化手段变得没有意义；若是一个请求是由你的主页发起的，服务器极可能会响应主页内容、logo 以及样式表，由于它知道客户端会用到这些东西。这至关于在一个 HTML 文档内集合了全部的资源，不过与之相比，服务器推送还有一个很大的优点：能够缓存！也让在遵循同源的状况下，不一样页面之间能够共享缓存资源成为可能。

八.URL的组成

协议+主机名+路径+参数

九.HTTP请求

HTTP请求报文分为三个部分：请求行，请求头，请求体

1.请求行

请求行包括三个方面：请求方法、请求地址、协议版本

HTTP/1.1 协议中共定义了八种方法（也叫“动做”）来以不一样的方式操做指定的资源

方法名	功能
GET	向指定的资源发出“显示”请求，使用 GET 方法应该只用在读取数据上，而不该该用于产生“反作用”的操做中
POST	指定资源提交数据，请求服务器进行处理（例如提交表单或者上传文件）。数据被包含在请求文本中。这个请求可能会建立新的资源或者修改现有资源，或二者皆有。
PUT	向指定资源位置上传其最新内容
DELETE	请求服务器删除 Request-URI 所标识的资源
OPTIONS	使服务器传回该资源所支持的全部HTTP请求方法。用*来代替资源名称，向 Web 服务器发送 OPTIONS 请求，能够测试服务器功能是否正常运做
HEAD	与 GET 方法同样，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，使用这个方法能够在没必要传输所有内容的状况下，就能够获取其中关于该资源的信息（原信息或称元数据）
TRACE	显示服务器收到的请求，主要用于测试或诊断
CONNECT	HTTP/1.1 中预留给可以将链接改成通道方式的代理服务器。一般用于 SSL 加密服务器的连接（经由非加密的 HTTP 代理服务器）

下面介绍经常使用方法GET与POST的区别：

• GET：通常用于信息获取，使用URL传递参数而且可见，传递参数数量有限
• POST：通常用于提交数据，参数不可见，传递参数数量无限制

注意：

• 安全性讲，get和post都同样，没啥所谓的哪一个更安全

get请求参数在url地址上，直接暴露，post请求的参数放Request body部分，按F12也直接暴露了，因此没啥安全性可言

• GET和POST有一个重大区别，简单的说：

GET产生一个TCP数据包；POST产生两个TCP数据包

缘由是：

对于GET方式的请求，浏览器会把http header和data一并发送出去，服务器响应200（返回数据）

而对于POST，浏览器先发送header，服务器响应100 continue，浏览器再发送data，服务器响应200 ok（返回数据）

什么状况下使用POST请求：

没法使用缓存文件（更新服务器上的文件或数据库），GET能请求缓存，POST不能

向服务器发送大量数据（POST 没有数据量限制）

发送包含未知字符的用户输入时，POST 比 GET 更稳定也更可靠

2.请求头

请求头可用于传递一些附加信息，格式为：键: 值，注意，冒号后面有一个空格：

常见的请求 Header

名称	做用
Authorization	用于设置身份认证信息
User-Agent	用户标识，如：OS 和浏览器的类型和版本
If-Modified-Since	值为上一次服务器返回的Last-Modified值，用于肯定某个资源是否被更改过，没有更改过就从缓存中读取
If-None-Match	值为上一次服务器返回的 ETag 值，通常会和If-Modified-Since
Cookie	已有的Cookie
Referer	标识请求引用自哪一个地址，好比你从页面 A 跳转到页面 B 时，值为页面 A 的地址
Host	请求的主机和端口号

请求和响应常见通用的 Header

名称	做用
Content-Type	请求体/响应体的类型，如：text/plain、application/json
Accept	说明接收的类型，能够多个值，用,(英文逗号)分开
Content-length	请求体/响应体的长度，单位字节
Content-Encoding	请求体/响应体的编码格式，如 gzip、deflate
Accept-Encoding	告知对方我方接受的 Content-Encoding
ETag	给当前资源的标识，和Last-Modified、If-None-Match、If-Modified-Since配合，用于缓存控制
Cache-Control	取值通常为no-cache、max-age=xx，xx为整数，表示资源缓存有效期（秒）

3.请求体

请求体（又叫请求正文）是 post 请求方式中的请求参数，以 key = value 形式进行存储，多个请求参数之间用&链接，若是请求当中请求体，那么在请求头当中的 Content-Length 属性记录的就是该请求体的长度

十.HTTP响应

HTTP响应报文分为三个部分：响应状态行，响应头，响应体

1.响应状态行

状态码	对应的信息
1XX	提示信息—表示请求已接收，继续处理
2XX	用于表示请求已被成功接收、理解、接收
3XX	用于表示资源（网页等）被永久转移到其它 URL，也就是所谓的重定向
4XX	客户端错误—请求有语法错误或者请求没法实现
5XX	服务器端错误—服务器未能实现合法的请求

常见状态码

2XX 成功

• 200 OK，表示从客户端发来的请求在服务器端被正确处理
• 204 No content，表示请求成功，但响应报文不含实体的主体部分
• 206 Partial Content，进行范围请求

3XX 重定向

• 301 moved permanently，永久性重定向，表示资源已被分配了新的 URL
• 302 found，临时性重定向，表示资源临时被分配了新的 URL
• 303 see other，表示资源存在着另外一个 URL，应使用 GET 方法丁香获取资源
• 304 not modified，表示服务器容许访问资源，但因发生请求未知足条件的状况
• 307 temporary redirect，临时重定向，和302含义相同

4XX 客户端错误

• 400 bad request，请求报文存在语法错误
• 401 unauthorized，表示发送的请求须要有经过 HTTP 认证的认证信息
• 403 forbidden，表示对请求资源的访问被服务器拒绝
• 404 not found，表示在服务器上没有找到请求的资源

5XX 服务器错误

• 500 internal sever error，表示服务器端在执行请求时发生了错误
• 503 service unavailable，代表服务器暂时处于超负载或正在停机维护，没法处理请求

2.响应头

响应头一样可用于传递一些附加信息

常见的响应 Header

名称	做用
Date	服务器的日期
Last-Modified	该资源最后被修改的时间
Transfer-Encoding	取值通常为 chunked，出如今 Content-Length 不能肯定的状况下，表示服务器不知道响应板体的数据大小，通常同时出现Content-Encoding响应头
Set-Cookie	设置 Cookie
Location	重定向到另外一个 URL，如输入浏览器就输入 baidu.com 回车，会自动跳转到[www.baidu.com] 就是经过这个响应头控制的
Server	后台服务器

3.响应体

响应体也就是网页的正文内容，通常在响应头中会用 Content-Length 来明确响应体的长度，便于浏览器接收，

对于大数据量的正文信息，也会使用 chunked 的编码方式。

十一.浏览器输入url按回车背后经历了哪些

一、首先，在浏览器地址栏中输入url，先解析url，检测url地址是否合法

二、浏览器先查看浏览器缓存-系统缓存-路由器缓存，若是缓存中有，会直接在屏幕中显示页面内容。若没有，则

跳到第三步操做。

浏览器缓存：浏览器会记录DNS一段时间，所以，只是第一个地方解析DNS请求；

操做系统缓存：若是在浏览器缓存中不包含这个记录，则会使系统调用操做系统，获取操做系统的记录(保存最近

的DNS查询缓存)；

路由器缓存：若是上述两个步骤均不能成功获取DNS记录，继续搜索路由器缓存；

ISP缓存：若上述均失败，继续向ISP搜索。

三、在发送http请求前，须要域名解析(DNS解析)，解析获取相应的IP地址。

四、浏览器向服务器发起tcp链接，与浏览器创建tcp三次握手。

五、握手成功后，浏览器向服务器发送http请求，请求数据包。

六、服务器处理收到的请求，将数据返回至浏览器

七、浏览器收到HTTP响应

八、浏览器解码响应，若是响应能够缓存，则存入缓存。

九、 浏览器发送请求获取嵌入在HTML中的资源（html，css，javascript，图片，音乐······），对于未知类型，会弹出对话框。

十、 浏览器发送异步请求。

十一、页面所有渲染结束。