深入理解HTTP协议

一、介绍

HTTP协议（HyperText Transfer Protocol，超文本传输协议）是用于从WWW服务器传输超文本到本地浏览器的传送协议。它可以使浏览器更加高效，使网络传输减少。它不仅保证计算机正确快速地传输超文本文档，还确定传输文档中的哪一部分，以及哪部分内容首先显示(如文本先于图形)等。 HTTP是一个应用层协议，由请求和响应构成，是一个标准的客户端服务器模型。HTTP是一个无状态的协议。

二、在TCP/IP协议栈中的位置

HTTP协议通常承载于TCP协议之上，有时也承载于TLS或SSL协议层之上，这个时候，就成了我们常说的HTTPS。HTTP的端口号为80，HTTPS的端口号为443。

三、HTTP协议是一个无状态的协议，同一个客户端的这次请求和上次请求是没有对应关系

四、工作流程

一次HTTP操作称为一个事务，其工作过程可分为四步：

1）首先客户机与服务器需要建立连接。

2）建立连接后，客户机发送一个请求给服务器，请求方式的格式为：统一资源标识符（URL）、协议版本号，后边是MIME信息包括请求修饰符、客户机信息和可能的内容。

3）服务器接到请求后，给予相应的响应信息，其格式为一个状态行，包括信息的协议版本号、一个成功或错误的代码，后边是MIME信息包括服务器信息、实体信息和可能的内容。

4）客户端接收服务器所返回的信息通过浏览器显示在用户的显示屏上，然后客户机与服务器断开连接。 如果在以上过程中的某一步出现错误，那么产生错误的信息将返回到客户端，有显示屏输出。对于用户来说，这些过程是由HTTP自己完成的，用户只要用鼠标点击，等待信息显示就可以了。

五、HTTP/1.0和HTTP/1.1的比较

（1）HTTP/1.0 每次请求都需要建立新的TCP连接，连接不能复用。HTTP/1.1 新的请求可以在上次请求建立的TCP连接之上发送，连接可以复用。优点是减少重复进行TCP三次握手的开销，提高效率。 注意：在同一个TCP连接中，新的请求需要等上次请求收到响应后，才能发送。

（2）HTTP1.1在Request消息头里头多了一个Host域, HTTP1.0则没有这个域。

（3）HTTP1.1增加了OPTIONS, PUT, DELETE, TRACE, CONNECT这些Request方法.。

六、http的状态响应码

（1）1**：请求收到，继续处理
（2）2**：操作成功收到，分析、接受
（3）3**：完成此请求必须进一步处理
（4）4**：请求包含一个错误语法或不能完成
（5）5**：服务器执行一个完全有效请求失败

七、断点续传原理

(1)HTTP协议的GET方法，支持只请求某个资源的某一部分；
(2)在连接断开重连时，客户端只请求该资源未下载的部分，而不是重新请求整个资源，来实现断点续传。

八、多线程下载原理

(1)下载工具开启多个发出HTTP请求的线程
(2)每个http请求只请求资源文件的一部分
(3)合并每个线程下载的文件
(4)客户端通过并发的请求相同资源的不同片段，来实现对某个资源的并发分块下载。从而达到快速下载的目的。目前流行的FlashGet和迅雷基本都是这个原理

九、https通信

HTTPS（Hypertext Transfer Protocol over Secure Socket Layer），是以安全为目标的HTTP通道，简单讲是HTTP的安全版。即HTTP下加入SSL层，HTTPS的安全基础是SSL，因此加密的详细内容请看SSL。https所用的端口号是443

十、https的实现原理

有两种基本的加解密算法类型：

1）对称加密：密钥只有一个，加密解密为同一个密码，且加解密速度快，典型的对称加密算法有DES、AES等；
2）非对称加密：密钥成对出现（且根据公钥无法推知私钥，根据私钥也无法推知公钥），加密解密使用不同密钥（公钥加密需要私钥解密，私钥加密需要公钥解密），相对对称加密速度较慢，典型的非对称加密算法有RSA、DSA等。

https通信的优点：
1）客户端产生的密钥只有客户端和服务器端能得到
2）加密的数据只有客户端和服务器端才能得到明文
3）客户端到服务端的通信是安全的

十一、http代理服务器(网络信息的中转站)
（1）代理服务器是介于浏览器和Web服务器之间的一台服务器，有了它之后，浏览器不是直接到Web服务器去取回网页而是向代理服务器发出请求。

（2）Request信号会先送到代理服务器，由代理服务器来取回浏览器所需要的信息并传送给你的浏览器。

（3）大部分代理服务器都具有缓冲的功能，就好象一个大的Cache，它有很大的存储空间，它不断将新取得数据储存到它本机的存储器上，如果浏览器所请求的数据在它本机的存储器上已经存在而且是最新的，那么它就不重新从Web服务器取数据，而直接将存储器上的数据传送给用户的浏览器，这样就能显著提高浏览速度和效率。

（4）代理服务器是Internet链路级网关所提供的一种重要的安全功能，它的工作主要在开放系统互联(OSI)模型的对话层。

十二、代理服务器的主要功能

1）突破自身IP访问限制，访问国外站点。如：教育网、169网等网络用户可以通过代理访问国外网站；
2）访问一些单位或团体内部资源，如某大学FTP(前提是该代理地址在该资源的允许访问范围之内)，使用教育网内地址段免费代理服务器，就可以用于对教育 网开放的各类FTP下载上传，以及各类资料查询共享等服务；
3）突破中国电信的IP封锁：中国电信用户有很多网站是被限制访问的，这种限制是人为的，不同Serve对地址的封锁是不同的。所以不能访问时可以换一个国 外的代理服务器试试；
4）提高访问速度：通常代理服务器都设置一个较大的硬盘缓冲区，当有外界的信息通过时，同时也将其保存到缓冲区中，当其他用户再访问相同的信息时， 则直接由缓冲区中取出信息，传给用户，以提高访问速度；
5）隐藏真实IP：上网者也可以通过这种方法隐藏自己的IP，免受攻击。

十二、虚拟主机

（1）虚拟主机是在网络服务器上划分出一定的磁盘空间供用户放置站点、应用组件等，提供必要的站点功能与数据存放、传输功能。

（2）所谓虚拟主机，也叫“网站空间”就是把一台运行在互联网上的服务器划分成多个“虚拟”的服务器，每一个虚拟主机都具有独立的域名和完整的Internet服务器（支持WWW、FTP、E-mail等）功能。一台服务器上的不同虚拟主机是各自独立的，并由用户自行管理。但一台服务器主机只能够支持一定数量的虚拟主机，当超过这个数量时，用户将会感到性能急剧下降。

十三、虚拟主机的实现原理

（1）虚拟主机是用同一个WEB服务器，为不同域名网站提供服务的技术。Apache、Tomcat等均可通过配置实现这个功能。 相关的HTTP消息头：Host。 例如：Host: www.baidu.com 客户端发送HTTP请求的时候，会携带Host头，Host头记录的是客户端输入的域名。这样服务器可以根据Host头确认客户要访问的是哪一个域名。

（2）Host头域指定请求资源的Intenet主机和端口号，必须表示请求url的原始服务器或网关的位置。