详解 `HTTP` 系列之一

提示：扫一扫查出行
【扫一扫了解最新限行尾号】
复制提示

前言

本文介绍的是HTTP的基础知识，包括HTTP的由来、HTTP的报文信息、状态码、HTTP三个版本的对比等。希望这篇简短的文章能对大家认识HTTP协议提供帮助。

HTTP的前世今生

HTTP 由来

当任意两台机器需要通信时，他们必须通过TCP/IP协议进行身份确认和保障通信安全，之后再进行数据通信，而HTTP属于它通信方式的一个子集，其他的还有FTP、Telnet等。

因此HTTP的工作完全是建立在TCP/IP协议簇之上的，中间或以DNS协议辅助寻址。

如果对DNS协议不了解的同学，请点此处

HTTP 基础信息

连接成功建立后，即可进行HTTP数据传输。通俗来讲，通信就类似于两个人在对话：要做的事、能做的事，这些信息都包含在请求报文或响应报文中。

报文简介：

请求行/状态行：基本信息，包含请求的方法、请求的地址、协议版本等极重要信息
请求头部/响应头部：要求的事，比如请求的数据格式、要不要存cookie、返回的数据格式等
空行：特殊格式
请求包体/响应包体：具体信息，如要上传的信息、服务器返回的信息等等

HTTP请求报文

请求报文由请求行、请求头部、空行和请求包体 4 个部分组成，如下图所示：

请求行： 请求行由方法字段、URL 字段和HTTP 协议版本字段 3 个部分组成，他们之间使用空格隔开。常用的 HTTP 请求方法有 GET、POST、HEAD、PUT、DELETE、OPTIONS、TRACE、CONNECT;

GET：当客户端要从服务器中读取某个资源时，使用GET 方法。GET 方法要求服务器将URL 定位的资源放在响应报文的数据部分，回送给客户端，即向服务器请求某个资源。使用GET 方法时，请求参数和对应的值附加在 URL 后面，利用一个问号(“?”)代表URL 的结尾与请求参数的开始，传递参数长度受限制。例如，/index.jsp?id=100&op=bind。
POST：当客户端给服务器提供信息较多时可以使用POST 方法，POST 方法向服务器提交数据，比如完成表单数据的提交，将数据提交给服务器处理。GET 一般用于获取/查询资源信息，POST 会附带用户数据，一般用于更新资源信息。POST 方法将请求参数封装在HTTP 请求数据中，以名称/值的形式出现，可以传输大量数据;

请求头部：

请求头部由关键字/值对组成，每行一对，关键字和值用英文冒号“:”分隔。请求头部通知服务器有关于客户端请求的信息，典型的请求头有：

User-Agent：产生请求的浏览器类型;
Accept：客户端可识别的响应内容类型列表;星号 “ * ” 用于按范围将类型分组，用 “ / ” 指示可接受全部类型，用“ type/* ”指示可接受 type 类型的所有子类型;
Accept-Language：客户端可接受的自然语言;
Accept-Encoding：客户端可接受的编码压缩格式;
Accept-Charset：可接受的应答的字符集;
Host：请求的主机名，允许多个域名同处一个IP 地址，即虚拟主机;
connection：连接方式(close 或 keepalive);
Cookie：存储于客户端扩展字段，向同一域名的服务端发送属于该域的cookie;

空行： 最后一个请求头之后是一个空行，发送回车符和换行符，通知服务器以下不再有请求头

请求包体： 请求包体不在 GET 方法中使用，而是在POST 方法中使用。POST 方法适用于需要客户填写表单的场合。与请求包体相关的最常使用的是包体类型 Content-Type 和包体长度 Content-Length;

Http 响应报文

HTTP 响应报文由状态行、响应头部、空行和响应包体 4 个部分组成，如下图所示：

状态行： 状态行由 HTTP 协议版本字段、状态码和状态码的描述文本 3 个部分组成，他们之间使用空格隔开;

状态码由三位数字组成，它能一定程度上代表服务器处理请求的状态。
Location：Location响应报头域用于重定向接受者到一个新的位置。例如：客户端所请求的页面已不存在原先的位置，为了让客户端重定向到这个页面新的位置，服务器端可以发回Location响应报头后使用重定向语句，让客户端去访问新的域名所对应的服务器上的资源;
Server：Server 响应报头域包含了服务器用来处理请求的软件信息及其版本。它和 User-Agent 请求报头域是相对应的，前者发送服务器端软件的信息，后者发送客户端软件(浏览器)和操作系统的信息。
Vary：指示不可缓存的请求头列表;
Connection：连接方式;

空行： 最后一个响应头部之后是一个空行，发送回车符和换行符，通知服务器以下不再有响应头部。

响应包体： 服务器返回给客户端的文本信息;

HTTP相应报文的状态码

RFC 规定 HTTP 的状态码为「三位数」，第一个数字定义了响应的类别，被分为五类:

1xx 信息类

接受的请求正在处理，信息类状态码。

2xx 成功

200 OK 表示从客户端发来的请求在服务器端被正确请求。
204 No content，表示请求成功，但没有资源可返回。
206 Partial Content，该状态码表示客户端进行了范围请求，而服务器成功执行了这部分的 GET 请求响应报文中包含由 「Content-Range」 指定范围的实体内容。

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，这时应该按 Location 首部字段提示的 URI 重新保存。
302 found，临时性重定向，表示资源临时被分配了新的 URL。
303 see other，表示资源存在着另一个 URL，应使用 GET 方法获取资源。
304 not modified，当协商缓存命中时会返回这个状态码。
307 temporary redirect，临时重定向，和302含义相同,不会改变method

当 301、302、303 响应状态码返回时，几乎所有的浏览器都会把 POST 改成 GET，并删除请求报文内的主体，之后请求会自动再次发送 301、302 标准是禁止将 POST 方法改变成 GET 方法的，但实际使用时大家都会这么做

4XX 客户端错误

400 bad request，请求报文存在语法错误。
401 unauthorized，表示发送的请求需要有通过 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。
405 Method Not Allowed，服务器禁止使用该方法，客户端可以通过options方法来查看服务器允许的访问方法

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。
502 Bad Gateway，服务器自身是正常的，访问的时候出了问题，具体啥错误我们不知道。
503 service unavailable，表明服务器暂时处于超负载或正在停机维护，无法处理请求

HTTP的优缺点

HTTP 优点

灵活可扩展： http非常灵活，在报文中没有做过多的限制，只要按照其规则可以自己定义字段，在传输中也不仅仅限于txt文本格式，也可以传输图片，视频，压缩包等等任意数据。
可靠性： 因为http是基于tcp/ip传输的，因为tcp/ip是一个连接传输协议，因此是是一个可靠（可靠不是安全）的传输。
无状态： 因为没有任何记录。可以减轻服务器的负担，能够更多的cpu和内存用来对外提供服务。因为无状态，对服务器无要求，因此可以组成集群。

HTTP 缺点

无状态： 无状态也就导致每次请求都要确认身份，这将带来不必要的操作负担和资源消耗。（利用cookie技术解决此弊端）
明文传输： HTTP采用的是明文进行信息传递，将会给信息被破译和泄露。（HTTPS很好的解决了这点）
请求-问答模式： 此模式下只有一方发起请求，另一方才会相应，这涉及到频繁的连接断开操作。同时发起多个请求也会导致“队头阻塞”问题的出现。

HTTP三个版本的对比

为了解决HTTP在应用中的诸多问题，HTTP目前出现了三个大版本。

HTTP 1.0

任何格式的内容都可以发送，这使得互联网不仅可以传输文字，还能传输图像、视频、二进制等文件。（明文传输）
除了GET命令，还引入了POST命令和HEAD命令。
http请求和回应的格式改变，除了数据部分，每次通信都必须包括头信息（HTTP header），用来描述一些元数据。
只使用 header 中的 If-Modified-Since 和 Expires 作为缓存失效的标准。
不支持断点续传，也就是说，每次都会传送全部的页面和数据。
通常每台计算机只能绑定一个 IP，所以请求消息中的 URL 并没有传递主机名（hostname）

HTTP 1.1

引入了持久连接（ persistent connection），即TCP连接默认不关闭，可以被多个请求复用，不用声明Connection: keep-alive。长连接的连接时长可以通过请求头中的 keep-alive 来设置。（不必要的保持会话早加大服务器的负担）
引入了管道机制（ pipelining），即在同一个TCP连接里，客户端可以同时发送多个请求，进一步改进了HTTP协议的效率。（但还是会造成“队头阻塞”）
HTTP 1.1 中新增加了 E-tag，If-Unmodified-Since, If-Match, If-None-Match 等缓存控制标头来控制缓存失效。
支持断点续传，通过使用请求头中的 Range 来实现。
使用了虚拟网络，在一台物理服务器上可以存在多个虚拟主机（Multi-homed Web Servers），并且它们共享一个IP地址。
新增方法：PUT、 PATCH、 OPTIONS、 DELETE。

HTTP 2.0

二进制分帧： 这是一次彻底的二进制协议，头信息和数据体都是二进制，并且统称为"帧"：头信息帧和数据帧。
头部压缩： HTTP 1.1版本会出现 「User-Agent、Cookie、Accept、Server、Range」 等字段可能会占用几百甚至几千字节，而 Body 却经常只有几十字节，所以导致头部偏重。HTTP 2.0 使用 HPACK 算法进行压缩。
多路复用： 复用TCP连接，在一个连接里，客户端和浏览器都可以同时发送多个请求或回应，且不用按顺序一一对应，这样子解决了队头阻塞的问题。
服务器推送： 允许服务器未经请求，主动向客户端发送资源，即服务器推送。（解决了请求-问答模式的弊端）
请求优先级： 可以设置传送的数据帧的优先级，让服务端先处理重要资源，优化用户体验。