从新学习的HTTP协议

时间  2019-11-24
标签 从新 学习 http 协议 栏目 HTTP/TCP 繁體版
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在鸡年的最后一天完成了这篇文章。表示愉悦的同时，更要祝福你们狗年大吉吧....css

下方是一根正经的分割线...html

从新学习前端知识，本身整理总结了些内容...因此想分享给你们。在分享的同时，也能够本身学习的更扎实...若是有错误或者理解不正确的地方，麻烦告知我会及时更正。同时也很是欢迎你们一块儿讨论。鞠躬。 Github地址：项目地址 (不按期更新...前端

HTTP协议

定义

HTTP( HyperText Transfer Protocol )超文本传输协议 ，是一种用于分布式、协做式和超媒体信息系统的应用层协议。设计HTTP最初的目的是为了提供一种发布和接收HTML页面的方法。经过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。git

TCP/IP & HTTP

  1. HTTP是如何创建链接的 首先咱们要看下熟知的七层网络模型(计算机网络中的七层模型毕竟是理想中的状况，现实是不多有应用实现了七层模型，通常都是整合其中两个或多个，实现一个四层或者五层的模型)和TCP/IP的四层网络模型（TCP处于传输层，IP属于网络(际)层 ps:关于TCP/IP到底是几层协议，目前为止没有定论，四层和五层都有，这里不展开讨论 ），以下图

网络模型

在这里咱们研究的是HTTP，天然要知道它所处在哪一个模型中，答案是应用层 由于HTTP是基于TCP/IP开发的协议，看过HTTP协议的同窗确定都知道，有句话概述HTTP协议为无差错的协议，按序传输，未分段的数据流，这其实说的就是TCP协议。github

  1. 当你在浏览器输入一个URL的时候，其中发生了什么？
    • 获取主机名
    • DNS 缓存/ 解析 获取服务器IP + 端口 (浏览器缓存，系统缓存，路由器缓存，IPS服务器缓存，根域名服务器缓存，顶级域名服务器缓存，主域名服务器缓存)
    • 链接到服务器 （这里实际上是TCP链接）
    • 经过TCP信道发送一个HTTP请求
    • 服务器读取一个HTTP请求
    • 服务器查找所需资源并经过TCP信道返回资源
    • 关闭TCP链接

版本变迁

  1. HTTP/0.9 已过期,只接受 GET 一种请求方法，没有在通信中指定版本号，且不支持请求头.
  2. HTTP/1.0 第一个在通信中指定版本号的HTTP 协议版本。
  3. HTTP/1.1 继承了HTTP1.0简单的特色，持久链接被默认创建，并能很好地配合代理服务器工做。还支持以管道方式在同时发送多个请求，以便下降线路负载，提升传输速度。
  4. HTTP/2.0 2015年5月做为互联网标准正式发布。

HTTP客户端请求和服务端响应（目前主流的HTTP1.1和HTTP2

  • 请求组成
    1. 起始行(start line) 请求方法 + 请求URI + 协议版本
    2. 报文首部（Header）
    3. 空行
    4. 报文主体
  • 响应组成
    1. 起始行(start line) 协议版本 + 状态码 + 状态嘛的缘由短语
    2. 报文首部（Header）
    3. 空行
    4. 报文主体
  • 请求方法
    • GET — 获取资源
    • HEAD — 得到报文首部
    • POST -- 传输实体文本
    • PUT -- 传输文件
    • DELETE — 删除文件
    • CONNECT — 要求用隧道协议链接代理
    • OPTIONS — 询问支持的方法
    • TRACE — 追踪路径
  • 首部文件 这一块图解HTTP的第六章有详细内容
    • 通用首部
      1. 信息：Connection/Date/MIME-Version/Trailer/Update/Via
      2. 缓存：Cache-Control/Pragma
    • 请求首部
      1. 信息：Client-IP/From/Host/Referer/UA-Color/UA-CPU/UA-Disp/UA-OS/UA-Pixels/User-Agent
      2. Accept：Accept/Accept-Charset/Accept-Encoding/Accept-Language/TE
      3. 条件请求：Expect/If-Match/If-Modified-Since/If-None-Match/If-Range/If-Unmodified-Since/Range
      4. 安全请求：Authorization/Cookie/Cookie2
      5. 代理请求：Max-Forward/Proxy-Authorization/Proxy-Connection
    • 响应首部
      1. 信息：Age/Public/Retry-After/Server/Title/Warning
      2. 协商：Accept-Ranges/Vary
      3. 安全响应：Proxy-Authorization/Set-Cookie/Set-Cookie2/WWW-Authenticate
    • 实体首部
      1. 信息：Allow/Location
      2. 内容：Content-Base/Content-Encoding/Content-Language/Content-Length/Content-Location/Content-MD5/Content-Range/Content-Type
      3. 实体缓存：ETag/Expires/Last-Modified
  • 响应状态码
    • 100 Continue 继续，通常在发送post请求时，已发送了http header以后服务端将返回此信息，表示确认，以后发送具体参数信息
    • 200 OK 正常返回信息
    • 201 Created 请求成功而且服务器建立了新的资源
    • 202 Accepted 服务器已接受请求，但还没有处理
    • 206 Partial Content 响应报文包含了多个范围内的内容
    • 301 Moved Permanently 请求的网页已永久移动到新位置。
    • 302 Found 临时性重定向。
    • 303 See Other 临时性重定向，且老是使用 GET 请求新的 URI。
    • 304 Not Modified 自从上次请求后，请求的网页未修改过。
    • 400 Bad Request 服务器没法理解请求的格式，客户端不该当尝试再次使用相同的内容发起请求。
    • 401 Unauthorized 请求未受权。
    • 403 Forbidden 禁止访问。
    • 404 Not Found 找不到如何与 URI 相匹配的资源。
    • 500 Internal Server Error 最多见的服务器端错误。
    • 503 Service Unavailable 服务器端暂时没法处理请求（多是过载或维护）。

各版本简介

HTTP/1.0

  • 早先的HTTP/1.0是一种无状态、无链接的应用层协议。规定浏览器和服务器保持短暂的链接，浏览器的每次请求都须要与服务器创建一个TCP链接，服务器处理完成后当即断开TCP链接（无链接），服务器不跟踪每一个客户端也不记录过去的请求（无状态）
  • 这种无状态性能够借助cookie/session机制来作身份认证和状态记录。而下面两个问题就比较麻烦了。
    1. 首先，无链接的特性致使最大的性能缺陷就是没法复用链接。每次发送请求的时候，都须要进行一次TCP的链接，而TCP的链接释放过程又是比较费事的。这种无链接的特性会使得网络的利用率很是低。
    2. 其次就是就是队头阻塞（head of line blocking）。因为HTTP1.0规定下一个请求必须在前一个请求响应到达以前才能发送。假设前一个请求响应一直不到达，那么下一个请求就不发送，一样的后面的请求也给阻塞了。

HTTP/1.1

  • 长链接，经过设置Keep-Alive能够保持HTTP链接不断开，避免了每次客户端与服务器请求都要重复创建释放创建TCP链接，提升了网络的利用率。能够在请求头中携带Connection: false来告知服务器关闭请求。
  • 支持请求管道化（pipelining）。 基于长链接，使得请求管线化成为可能。管线化使得请求可以并行传输。举个例子来讲，假如响应的主体是一个html页面，页面中包含了不少img，这个时候keep-alive就起了很大的做用，可以进行并行发送多个请求。（客户端依据域名来向服务器创建链接，通常PC浏览器会针对单个域名的服务器同时创建6 ~ 8个链接，手机端通常控制在4 ~ 6个。这也是为何不少大型网站设置不一样的静态资源CDN域名来加载资源。） 须要注意的是，服务器必须按照客户端请求的前后顺序依次回送相应的结果，以保证客户端可以区分出每次请求的响应内容。 也就是说，HTTP管道化可让咱们把先进先出队列从客户端（请求队列）迁移到服务端（响应队列）。

http请求图

如图所示，客户端同时发了两个请求分别来获取html和css，假如说服务器的css资源先准备就绪，服务器也会先发送html再发送css。 同时，管道化技术只是使得客户端可以往一个服务器同时发送一组请求，倘若客户端想往这个相同的服务器发起另外一组请求，也必须等待上一组请求所有响应完毕。 可见，HTTP1.1解决队头阻塞（head of line blocking）还不完全。chrome

  • 缓存处理，支持断点传输，以及增长了Host字段（使得一个服务器可以用来建立多个Web站点）。

HTTP/2.0

HTTP/2 is the future of the Web 这是 Akamai 公司创建的一个官方的演示，用以说明 HTTP/2 相比于以前的 HTTP/1.1 在性能上的大幅度提高。 同时请求 379 张图片，从Load time 的对比能够看出 HTTP/2 在速度上的优点。 顺口提一句 HTTP/2 协议是从 SPDY 演变而来，SPDY 已经完成了使命并很快就会退出历史舞台（例如 Chrome 将在「2016 年初结束对 SPDY 的支持」；Nginx 已经正式支持 HTTP/2 后，也再也不支持 SPDY）segmentfault

  • 二进制分帧 HTTP2.0经过在应用层和传输层之间增长一个二进制分帧层，突破了HTTP1.1的性能限制、改进传输性能。

二进制分帧

可见，虽然HTTP2.0的协议和HTTP1.x协议之间的规范彻底不一样了，可是实际上HTTP2.0并无改变HTTP1.x的语义。 简单来讲，HTTP2.0只是把原来HTTP1.x的header和body部分用frame从新封装了一层而已。浏览器

  • 多路复用 下面是几个概念：
    • 流（stream）：已创建链接上的双向字节流。
    • 消息：与逻辑消息对应的完整的一系列数据帧。
    • 帧（frame）：HTTP2.0通讯的最小单位，每一个帧包含帧首部，至少也会标识出当前帧所属的流（stream id）。

多路复用

从图中可见，全部的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。 每一个数据流以消息的形式发送，而消息由一或多个帧组成。这些帧能够乱序发送，而后再根据每一个帧首部的流标识符（stream id）从新组装。 举个例子，每一个请求是一个数据流，数据流以消息的方式发送，而消息又分为多个帧，帧首部记录着stream id用来标识所属的数据流，不一样属的帧能够在链接中随机混杂在一块儿。接收方能够根据stream id将帧再归属到各自不一样的请求当中去。缓存

  • 请求优先级 多路复用致使全部资源都是并行发送，可能会致使关键请求被阻塞。那么就须要「优先级」的概念了，这样就能够对重要的文件进行先传输，加速页面的渲染。
  • 首部压缩 在HTTP1.x中，首部元数据都是以纯文本的形式发送的，一般会给每一个请求增长500~800字节的负荷。 HTTP/2.0规定了在客户端和服务器端会使用而且维护「首部表」来跟踪和存储以前发送的键值对，对于相同的头部，没必要再经过请求发送，只需发送一次。 事实上,若是请求中不包含首部（例如对同一资源的轮询请求），那么首部开销就是零字节。此时全部首部都自动使用以前请求发送的首部。 若是首部发生变化了，那么只须要发送变化了数据在Headers帧里面，新增或修改的首部帧会被追加到“首部表”。首部表在 HTTP2.0的链接存续期内始终存在,由客户端和服务器共同渐进地更新。

首部压缩

好比说cookie，默认状况下，浏览器会在每次请求的时候，把cookie附在header上面发送给服务器。（因为cookie比较大且每次都重复发送，通常不存储信息，只是用来作状态记录和身份认证）安全

  • 服务器推送 服务器除了对最初请求的响应外，服务器还能够额外的向客户端推送资源，而无需客户端明确的请求。 在 HTTP/2官网 能够找到更多有关 HTTP/2 协议的资料。
  • HTTP/2 的协议协商机制？ 浏览器 服务器 协商结果 不支持 HTTP/2 不支持 HTTP/2 不协商，使用 HTTP/1.1 不支持 HTTP/2 支持 HTTP/2 不协商，使用 HTTP/1.1 支持 HTTP/2 不支持 HTTP/2 协商，使用 HTTP/1.1 支持 HTTP/2 支持 HTTP/2 协商，使用 HTTP/2

HTTPS

  1. HTTPS, 全称Hyper Text Transfer Protocol Secure。相比HTTP，多了一个Secure,这是由TLS（SSL）提供的。 固然也能够理解为：HTTPS = HTTP + 加密 + 认证 + 完整性保护。
  2. SSL(Secure Sockets Layer 安全套接层),及其继任者传输层安全（Transport Layer Security，TLS）是为网络通讯提供安全及数据完整性的一种安全协议。TLS 与 SSL 在传输层对网络链接进行加密。 图解SSL/TLS协议 - 阮一峰的网络日志 这一篇阮老师的内容写的不错.就是时间有点久了，目前TLS 1.3已经上线了，感兴趣的能够了解下，这个也属于性能优化的一部分。（这里就大体的说下：TLS 1.2：须要两次往返才能完成握手，而后才能发送请求。经过移动网络访问网站能够在加载时间上增长超过半秒的时间。TLS 1.3：初始握手会减半，只须要一次往返…）
  3. 传输过程：
    • HTTP => TCP => IP
    • HTTP => SSL/TLS => TCP => IP

CURL

这个实际上是题外话，由于本身调试不多用到CURL，了解了后才发现这东西真的很好用，因此也就带在这里写了进去，当给本身记录下 用法也很简单 curl [options...] <url> 具体的options能够用curl -help 去查看，这里我就说我几个会用到的

  • -H/--header 自定义头信息传递给服务器
  • -X/--request 指定什么命令
  • -d/--data HTTP POST方式传送数据
  • -e/--referer 来源网址

总结

若是没有时间看，直接看这里和以第一张的思惟导图。若是你以为好，点个star.这个是个人git地址 个人Git地址

  • HTTP是一种无状态、无链接的应用层协议
  • 如今主流的在使用的是HTTP/1.1 （特色：持久连接，增长缓存处理，支持断点传输）和 HTTP/2（特色：二进制分帧，首部压缩，多路复用，服务端推送）
  • HTTPS 是由TLS（SSL）提供安全的HTTP协议

chrome查看协议类型

上次看到有人提问这个，按照如下步骤就能够了

  1. 打开检查 ...选择到Network
  2. 右键Bar勾选protocol 便可
    下图中就能够在protocol里看到是http/1.1 仍是http2 了

文档参考

总结这篇学习笔记也是从不少大神的文章中和书里找到的，感兴趣的同窗能够去看下，更深的研究。欢迎你们一块儿来讨论学习。固然我写的有问题的地方，也麻烦各位帮助指出,谢谢。

  1. 《图解 HTTP》和《HTTP 权威指南》 我是先看了图解HTTP以后读的文章。最后粗看了一下HTTP 权威指南，这本书很优秀，可是其实比较厚，因此一上来阅读比较困难，建议看图解HTTP，图片可爱，介绍的也清楚，关键这本书页数少….
  2. http2讲解 · GitBook 中文翻译…
  3. HTTP1.0 HTTP1.1 HTTP2.0 主要特性对比 - 前端的那些事儿 - SegmentFault 思否
  4. Mark Nottingham 在 Velocity Beijing 2015 的 speech ,关于 HTTP/2 下的前端性能优化相关 HTTP/2 for Front-End Developers
  5. 专题 | JerryQu 的小站
  6. HTTP1.0 HTTP1.1 HTTP2.0 主要特性对比 - 前端的那些事儿 - SegmentFault 思否
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