浅显易懂的前端知识点（二）——HTTP协议基础

时间 2019-12-04

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HTTP 协议的初印象：javascript

是基于 TCP/IP 协议的应用层协议，不涉及数据包的传输，主要规定了客户端和服务器之间的通讯格式，默认使用 80 端口。css

1 HTTP 协议 0.9 版（1991 年）

是个弱智协议，客户端发起请求之后，服务器只能返回 HTML 格式的字符串，不能回应别的格式。html

只有一个 GET 命令：java

GET /index.html
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上面命令表示，TCP 链接（connection）创建后，客户端向服务器请求（request）网页 index.html。浏览器

服务器发送完毕，就关闭 TCP 链接。缓存

2 HTTP 协议 1.0 版（1996 年）

与 0.9 版本相比，有如下几点变化：bash

这个版本容许发送的内容变多了，不只能够传输文字，还能传输图像、视频、二进制文件。
除了 GET，POST、HEAD 这两个命令均可以用，浏览器和服务器的互动手段增长了。
HTTP 请求和回应的格式也变了。每次通讯都必须包括头信息，用来描述一些元数据。

新增的功能还有：服务器

状态码
多字符集支持
多部分发送
权限
缓存
内容编码

2.1 请求形式：

<!-- 请求命令， 必须在尾部添加协议版本（HTTP/1.0）-->
GET /HTTP/1.0
<!-- 多行头信息，描述了客户端的状况 -->
User-Agent: Mozilla/5.0(Macintosh: Intel Mac PS X 10_10_5)
<!-- 客户端表示本身能够接受任何格式的数据 -->
Accept:*/*
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2.2 回应格式

<!-- 头信息 -->
HTTP/1.0 200 OK
Content-Type: text/plain
Content-Length: 137582
Expires:Thu, 05 Dec 1997 16:00:00 GMT
Server: Apache 0.84

<!-- 数据 -->
<html>
  <body>Hello World</body>
</html>
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其中，头信息的第一行是 “协议的版本 + 状态码（status code） + 状态描述”app

2.3 Content-Type 字段

Content-Type 字段的做用是告诉客户端从服务端返回的数据是什么格式。ide

常见的 ContentType:

text/plain
text/html
text/css
image/jpeg
image/png
image/svg+xml
audio/mp4
video/mp4
application/javascript
application/pdf
application/zip
application/atom+xml

数据类型的构成包括一级类型和二级类型，中间用斜杠隔开。这些类型都被称为 MIME type。

MIME type 不只用于 HTTP 请求，也能够用于别的地方，好比 HTML 网页。

<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=UTF-8" />
<!-- 等同于 -->
<meta charset="utf-8" /> 
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2.4 数据压缩

客户端在请求的时候，用 Accept - Encoding 字段说明本身能够接受哪些压缩方法。

Accept-Encoding: gzip, deflate
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而服务器使用 Content-Encoding 字段说明数据的压缩方法。

Content-Encoding: gzip
Content-Encoding: compress
Content-Encoding: deflate
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2.5 HTTP/1.0 协议的缺点

每一个 TCP 链接只能发送一个请求，数据发送完毕链接就关闭了，若是要请求别的资源，必须再新建一个链接。

可是 TCP 链接的成本很高，由于客户端和服务器的三次握手，而且启动发送的速率较慢。

有一些浏览器为了解决 TCP 会关闭的问题，采用了非标准的 Connection 字段。

浏览器请求和服务器回应都带有这个字段：

Connection: keep-alive
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这样的话，一个能够复用的链接创建了，直到客户端或者服务器主动关闭链接。可是不一样的浏览器实现不一样，这不是一个好的解决办法。

3 HTTP 协议 1.1 版（1997 年）

3.1 持久链接

相比 1.0 版，1.1 版最大的变化是保持链接，即默认 TCP 链接不关闭，能够被多个请求复用，不用再声明 Connection: keep-alive。

那怎么关闭呢？若是客户端或者服务器发现对方一段时间内没有活动，就能够主动关闭链接。不过最好仍是客户端在发送最后一个请求的时候，发送一个 Connection：close，明确要求服务器关闭 TCP 链接。

另外，对于同一个域名，大多数浏览器容许同时创建 6 个持久链接。

3.2 管道机制

管道机制：在同一个 TCP 链接里，客户端能够同时发送多个请求。

之前的作法是客户端先发送 A 请求，而后再发送 B 请求。管道机制是容许浏览器同时发送 A 请求和 B 请求，可是服务器仍是按照顺序进行的，先回应 A 请求再回应 B 请求。

3.3 区分数据包

一个 TCP 链接如今能够传送多个回应，势必就要有一种机制，区分数据包是属于哪个回应的。

Content-length 字段的做用，声明本次回应的数据长度。

Content-Length: 3495
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上面的字段告诉客户端，本次回应的长度是 3495 个字节，后面的字节就属于下一个回应了。

因此，使用 Content-Length 字段的前提条件是，服务器发送回应以前，必须知道回应的数据长度。

而在 1.0 版本中，这个字段能够存在，也能够不存在，由于服务端关闭了 TCP 链接说明数据包已经全了。

3.4 其余功能

1.1 版新增了不少动词方法：PUT、PATCH、HEAD、OPTIONS、DELETE。

客户端的请求头信息增长了 Host 字段，用来指定服务器的域名。

这个字段能够将请求发往同一台服务器的不一样网站。

如：

Host: www.example.com
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3.5 缺点

"队头堵塞"：在 1.1 版协议中，虽然能够在一个 TCP 中发送多个请求，服务器只有处理完一个回应，才会进行下一个回应。要是前面的回应特别慢，后面就会有许多请求排队等着。

为了不这个问题，只有两种方法：一是减小请求数，二是同时多开持久链接。

因此产生了不少网页优化技巧，好比合并脚本和样式表，将图片嵌入 CSS 代码，域名分片等，可是 HTTP 协议设计得更好的话，这些工做彻底没有必要作的。

4 SPDY 协议（2009 年）

2009 年，谷歌公开了本身搞的 SPDY 协议，主要为了解决 HTTP/1.1 效率不高的问题。

这个协议最终被看成了 HTTP/2 的基础。

5 HTTP 协议 2 版

HTTP/2 协议不叫 HTTP/2.0，这是由于标准委员会不在打算发布子版本，下一个新的版本将会是 HTTP/3。

5.1 二进制协议

HTTP 协议的头确定是文本（ASCII 码），数据体能够是文本，也能够是二进制。

但 HTTP/2 协议头和数据体都是二进制，是一个不折不扣的二进制协议。

这里的头和数据体都换了一个身份叫作 “帧”：头信息帧和数据帧。

二进制协议的好处就是能够定义额外的帧，HTTP/2 有近十种帧，为未来的高级应用打好了基础，由于二进制解析比文本解析更方便。

5.2 多工

HTTP/2 协议复用 TCP 链接，也就是说客户端和服务端能够同时发送或者回应多个请求。

好比说，在一个 TCP 里，客户端给服务端发送了 A 和 B 两个请求，按道理说应该先处理 A 请求，可是服务端发现 A 请求有点费劲儿，就先把 A 请求中处理好的发出去，接着回应 B 请求，完事儿之后再发送 A 请求中剩下的部分。

像这样双向，实时的通讯，就叫作多工（Multiplexing）。

5.3 数据流

HTTP/2 的数据包不是按照顺序发送的，同一个链接里的数据包可能属于多个请求。因此须要一个编号，这个编号指明数据包属于哪个请求或者回应。

这里有一个概念叫作数据流，咱们把一个请求或者回应的全部数据包合在一块儿称为一个数据流。每一个数据流都有一个独一无二的编号，数据包发送的时候都必须标定数据流编号。

客户端请求的数据流编号一概为基数，而服务端回应的数据流编号为偶数。

在 HTTP/1.1 中终止请求的方式只能是关闭 TCP 链接，而如今能够发送一个信号：（RST_STREAM 帧），取消这个数据流。

也就是说 HTTP/2 能够取消某一次请求，同时能保证 TCP 链接打开，能够被其余请求所使用。

此外，客户端能够指定数据流的优先级，优先级高的服务器越早响应。

5.4 头信息压缩

由于协议不带有状态，每次请求都必须附上全部信息。有一些信息是重复的，这样会影响数据传输速度，浪费带宽。

HTTP/2 采用头信息压缩机制能够减小不利影响。首先是将信息压缩后再发送（gzip 或者 compress），其次是客户端和服务器同时维护一张头信息表，这个表很神奇的地方在于能够利用索引进行管理，只要咱们发送索引就能够表示咱们传输的信息，这样就可以提升速度。

5.5 主动推送

HTTP/2 容许服务器在没有通过容许的状况下，能够主动向客户端推送资源。这个过程叫作服务器推送（server push）。

举一个例子，别发送邮件给咱们的时候，邮箱会冒个弹框出来告诉咱们有人往邮箱里投递了一封邮件。注意，此时咱们并无刷新网页。

服务器推送还可能用到消息提醒，静态资源自动推送到服务端等场景。