16-1-26---图解HTTP（01）

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图解HTTP
1.4.2确保可靠性的HTTP协议
按层次分，TCP位于传输层，提供可靠的字节流服务
所谓字节流服务，指为了方便传输，将大块数据分割成以报文为单位的数据包进行管理，而可靠的传输服务是指，能够把数据准确可靠的传给对方。
即TCP协议为了更加容易传送大数据才把数据分割，而且TCP协议能够确认数据最终是否送达到对方
为了确认无误地将数据送达目标处，TCP协议采用三次握手策略。握手过程使用了TCP的标志位，SYN（synchronize）和ACK（acknowledgement）

发送端首先发送一个带SYN标志的数据包给对方，接受端收到后，回传一个带有SYN/ACK标志的数据包以示传达确认信息。最后，发送端在回传一个带ACK标志的数据包，以代表“握手”结束。
若握手过程中某个阶段莫名中断，TCP协议会再次以相同的顺序发送相同的数据包。

三次握手
标有syn的数据包发送给你了
明白，我收到你给我发送的数据包了（并发送标有syn/ack的数据包）
明白，发送标有ack的数据包

除了三次握手，TCP协议还有其他手段来保证通信的可靠性

1.5 负责域名解析的DNS服务
DNS(Domain Name System) 服务是和HTTP协议一样位于应用层的协议，它提供域名到IP地址之间的解析服务。
计算机既可以被赋予IP地址，也可以被赋予主机名和域名，比如: www.jrange.com

DNS协议提供域名查找IP地址，或逆向从IP细致反查域名的服务
我想访问www.jrange.com,把他的域名告诉我吧
www.jrange.com对应的IP地址是20x.189.103.xxx
向 20x.189.103.xxx 发送访问请求

1.6 各种协议与HTTP协议的关系
这里需要补一张图，《图解HTTP》P.31
1.7 URI & URL
URI（Uniform-规定统一的格式方便处理多种不同类型的资源，而不用根据上下文环境来识别资源指定的访问方式，加入新增的协议方案也更加容易
Resource-定义是“可以标识任何东西”，除了文档文件、图像或服务等能后区别于其他类型的，全部都可以作为资源。资源不仅可以是单一的，也可以是多数的集合体
Identifier0表示可标识的对象，也称为标识符）统一资源标识符
综上，URI就是由某个协议方案表示的资源的定位标识符
协议方案是指访问资源所使用的协议类型名称
采用HTTP协议时，协议方案就是http。除此之外，还有ftp，mailto，telnet，file等。
URI用字符串标识某一互联网资源
URL（）统一资源定位符，表示资源的地点（互联网上所处的位置，）

http://user:pass@www.example.jp:80/dir/index.htm?uid=1#ch1
使用http: 或者 https: 等协议方案名获取访问资源时要指定协议类型。不区分大小写，最后附上一个冒号（:）

登录信息（认证）指定用户名和密码作为从服务器端获取访问资源时必要的登录信息（身份认证）
服务器地址使用绝对URI必须指定待访问的服务器地址。地址可以是类似 DNS可解析的名称，或者是192.168.1.1这类IPv4地址名，也可以是[0:0:0:0:0:0:0:0:1]这样的IPv6地址名
服务器端口号指定服务器连接的网络端口号。用户省略则自动使用默认端口号
带层次的文件路径指定服务器上的文件路径来定位特指的资源。与unix系统的文件目录类似
查询字符串针对已经指定的文件路径内的资源，可以使用查询字符串传入任意参数
片段标识使用片段标识符通常可以标记出已获取资源中的子资源

注意并不是所有的应用程序都符合RFC
一些用来制定HTTP协议技术标准的文档，他们被称为RFC Request for Comments 征求修正意见书

第二章简单的HTTP协议

2.1 HTTP协议用于客户端和服务器端之间的通信
HTTP协议和TCP/IP协议族内的其他众多的协议相同，用于客户端和服务器之间的通信
请求访问文本或图像等资源的一端称为客户端，而提供资源响应的一端称为服务器端

HTTP协议规定，请求从客户端发出，最后服务器端响应该请求并返回。肯定是先从客户端开始建立通信，服务器端在没有收到请求之前不会做出反应
(1)发送请求
GET / HTTP/1.1
Host: jrange.com
(2)发送响应
HTTP/1.1 200 OK
Date: Tue, 10 Jul 2012 06:50:15 GMT
Content-Length: 362
Content-Type: text/html
<html>
。。。
GET /index.htm HTTP/1.1
Host: jrange.com

起始行开头的GET表示请求访问服务器的类型，称为方法。随后的字符串/index.htm指明了请求访问的资源对象，也叫作请求URI（request-URI）.
这段请求内容的意思是：请求访问某台HTTP服务器上的/index.htm的页面资源
请求报文是由请求方法、请求URI、协议版本、可选的请求首部字段和内容实体构成。

POST /form/entry HTTP/1.1
方法 URI          协议版本

Host:jrange.com
Conntection: keep-alive
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded
Content-Length: 16
请求首部字段

name=ueno&age=37
内容实体

接收到请求的服务器会将请求内容的处理结果以响应的形式返回。
HTTP/1.1 200     OK
协议版本状态码状态码的原因短语

Date: Tue, 10 Jul 2012 06:50:15 GMT
Content-Length: 362
Content-Type: text/html
响应首部字段

<html>
...
主体

在起始行开头的 HTTP/1.1表示服务器对应的HTTP版本。
紧挨着的200 OK 表示请求的处理结果的状态码（status code）和原因短语（reason-phrase）下一行显示了创建响应的日期和时间，是首部字段内的一个属性。
接着以一空行进行分割，之后的内容称为资源实体的主体（entity body）

响应报文基本上由协议版本、状态码（表示请求成功或者失败的数字代码）、用以解释状态码的原因短语、可选的响应首部字段以及实体主体构成。

2.3 HTTP是不保存状态的协议
HTTP是一种不保存状态，即无状态协议。HTTP协议自身不对请求和响应之间的通信状态进行保存。也就是说，在HTTP这个级别，协议对于发送过的请求或响应不做持久化处理
使用HTTP协议，每当有新的请求发送时，就会有对应的新的响应产生，协议本身不对之前的一切请求或响应进行保存。
这是为了更加快速的处理大量事务，确保协议的可伸缩性，特意把HTTP协议设计的如此简单。

虽然HTTP/1.1 虽然是无状态协议，但是为了实现期望保持的状态功能，引入Cookie技术
2.4请求URI定位资源
HTPP协议使用URI定位互联网上的资源。当客户端请求访问资源而发送请求时，URI需要将作为请求报文中的请求URI包含在内。
完整的请求URI
GET http://jrange.com/index.htm HTTP/1.1

在首部字段host中写明网络域名或者IP域名
GET /index.htm HTTP/1.1
Host: jrange.com

除此之外，如果不是访问特定资源而是对服务器本身发起请求，可以用一个 * 来代替请求URI。
OPTIONS * HTTP/1.1

2.5 告知服务器意图的HTTP方法
GET 获取资源
用来请求访问已被URI识别的资源，指定的资源经服务器端解析后返回响应的内容。也就是说，如果请求的资源是文本，就原样返回；如果是像是GCI （通用网关接口）那样的程序，则返回经过执行后的输出结果
POST 传输实体主体
虽然用GET方法也可以传输实体，但是一般不用GET方法进行传输，而是用POST方法。虽说POST方法的功能和GET方法很相似，但是POST的方法主要目的并不是获取响应的主体实体。
PUT 传输文件
就像FTP协议的文件上传一样，要求在请求报文的主题中包含文件内容，然后保存到请求URI指定的位置。
但是鉴于PUT方法本事不带验证机制，任何人都可以上传文件，存在安全性问题，因此一般WEB网站不用该方法。若配合Web应用程序的验证机制，或架构设计采用REST标准的同类网站，就可能开放PUT的用法。
HEAD 获得报文首部
HEAD方法和GET方法一样，只是不返回报文的主体部分。用于确认URI的有效性及资源更新的日期时间等。
返回资源有关的响应首部
DELETE 删除文件
用来删除文件，与PUT相反的方法。同样是不带验证机制，所以一般也不开通。
OPTIONS 询问支持的方法
用来查询针对请求URI指定的资源支持的方法（返回服务器支持的方法，如GET、POST、HEAD、OPTIONS）
TRACE 追踪路径
让服务器端将之前的请求通信环回给客户端的方法
发送请求时，在Max-Forwards首部字段中填入数值，每经过一个服务器该数字就减一，当数值刚好减到0时，就停止继续传输，最后接受到请求的服务器则返回状态码 200 OK 的响应。
TRACE一般不常用，而且容易引发XST（跨站追踪）攻击，所以就更加不常用了（！！从代理服务器路由中转时，原请求可能被篡改！！）
CONNECT 要求用隧道协议连接代理
方法要求自代理服务器通信时建立隧道，实现用隧道协议进行TCP通信。主要用SSL（Secure Sockets Layer 安全套接层）和TLS（Transport Layer Security 传输层安全）协议把通信内容加密后经网络隧道传输。
CONNECT 代理服务器名：端口号 HTTP版本
例子：
request
CONNECT proxy.jrange.com HTTP/1.1
Host: proxy.jrange.com
response
HTTP/1.1 200 OK(之后进入隧道)
2.6 使用方法下达命令
向请求URI指定的资源发送请求报文是，采用称为方法的命令。方法的作用在于，可以指定请求的资源按期望产生某种行为。
2.7持久连接节省通信流量
HTTP协议的初始版本中，每进行一次HTTP通信就要断开一次TCP连接。
TCP建立连接
SYN
SYN/ACK
ACK
HTTP请求
HTTP响应
FIN
ACK
FIN
ACK
断开TCP连接
2.7.1持久连接
为了解决上述TCP连接的问题，HTTP/1.1 和一部分的 HTTP/1.0   想出了持久连接（HTTP Persistent Connections 也称为HTTP keep-alive 或者 HTTP connection reuse）
持久的特点是，没有哪一端提出断开连接，则保持TCP连接状态。
优点：减少了TCP连接的重复建立和断开造成的额外开销，减轻了服务器端的负载。另外，减少开销的那部分时间，是HTTP请求和响应能够更早地结束，这样WEB页面的显示速度也就相应提高
毫无疑问，除了服务器端，客户端也需要支持持久化连接
2.7.2 管线化
持久连接使得多数请求以管线化方式发送成为可能。从前发送请求后，需要等待并接受到响应才能发送下一个请求，现在不用等待响应即发送请求
这样就可以并行发送多个请求，不需要一个接一个地等待响应了。
2.8   使用Cookie的状态管理
Cookie技术通过请求和响应报文中写入Cookie信息来控制客户端的状态。
Cookie会根据服务器段发送的响应报文内的一个叫做Set-Cookie的首部字段信息，通知客户端保存Cookie。当下次客户端再往该服务器发送请求时，客户端会自动在请求报文中加入Cookie值后发送回去。
服务器端发现客户端发送过来的Cookie后，回去检查究竟是从哪个客户端发送来的连接请求，然后对比服务器上的记录，最后得到之前的状态信息。

第三章 HTTP报文内的HTTP信息
3.1HTTP报文
用于HTTP协议交互的信息被称为HTTP报文，请求端的HTTP报文叫做请求报文，响应端的报文叫做响应报文。
HTTP报文是由多行（用CR+LF做换行符）数据构成的字符串文本
3.2请求报文及响应报文的结构
请求行包含请求的方法，请求URI和HTTP版本
状态行包含表明响应结果的状态码，原因短语和HTTP版本
首部字段包含请求和响应的各种条件和属性的各类首部一般有4种首部字段，通信首部、请求首部、响应首部、实体首部
其他。可能包含HTTP的RFC里未定义的首部（Cookie等）
3.3编码提升传输速率
通过在传输时编码，能有效地处理大量的访问请求，但是，编码的操作需要计算机来完成，因此会消耗更多的CPU资源。
3.3.1报文主体和实体主体的差异
报文
是HTTP通信中的基本单位，有8位字节流组成（octet sequence 其中octet为8个比特）组成，通过HTTP通信传输
实体
作为请求或者响应的有效载荷数据（补充项）被传输，其内容是有实体首部和实体主体构成。
3.3.2 压缩传输的内容编码
内容编码是指明应用在实体内容上的编码格式，并保持实体信息原样压缩。内容编码后的实体由客户端接收并负责解码。
常用的内容编码有以下几种
gzip GUN zip
compress UNIX系统的标准编码
deflate zlib
identity 不进行编码
3.3.3 分割发送的分块传输编码
在HTTP通信中，请求的编码实体资源尚未全部传输完成之前，浏览器无法显示请求桌面。在传输大容量数据时，通过把数据分割成多块，能够让浏览器逐步显示页面
这种把实体主体分块的功能称为分块传输编码（Chunked Transfer Coding）
使用分块编码的实体主体会有接受客户端负责解码，恢复到编码前的实体主体
3.4 发送多种数据的多部分对象集合
发送邮件时，我们可以在邮件里写入文字并添加多分附件。这是因为采用了MIME（Multipurpose Internet Mail Extensions 多用途因特网邮件扩展机制），它允许邮件处理文本、图片、视频等多个不同类型的数据。
相应的，HTTP协议也采纳了多部分对象集合，发送一份报文主体可以包含多种类型实体，通常是在图片或文本文件等上传时使用。
多部分对象集合包含的对象如下：
multipart/form-data
在web表单文件上传时使用
multipart/byteranges
状态码206（Partial Content，部分内容）响应报文包含了读个范围的内容时使用。
在HTTP报文中使用了多部分对象集合时，需要在首部字段里加上Content-type
使用boundary字符串来划分多部分对象集合指明的各类实体。在boundary字符串指定的各个实体的起始行之前插入“--”标记，而在多部分对象集合对应的字符串的最后插入“--”标记作为结束。
3.5获取部分内容的范围请求
要实现该功能需要指定下载实体的范围。像这样指定范围发送的请求叫做范围请求Range Request
GET /tip.jpg HTTP/1.1
Host: www.jrange.com
Range: bytes = 5001-10000

Range: bytes = 5001-
Range: bytes = -3000l, 5000-7000
针对范围请求，响应会返回状态码为206 的响应报文。应为，对于多重范围的范围请求，响应会在首部字段Content-Type 表明multipart/byteranges后返回响应报文
如果服务器端无法响应范围请求，则会在状态码200 OK 和完整的实体内容
3.6 内容协商返回最合适的内容
当浏览器的默认语言为英文时，访问相同的URI的WEB页面时，则会显示对应的英文版的WEB页面，这样的机制称为内容协商。
内容协商机制是指客户端和服务器端就响应的资源内容进行交涉，然后提供给客户端最为合适的资源。内容协商会以响应资源的语言，字符集、编码方式等作为判断标准。
Accept
Accept-Charset
Accept-Encoding
Accept-Language
Content-Language
服务器驱动协商（Server-driven Negotiation）
由服务器端进行内容协商，以请求的首部字段为参考，在服务器端自动处理。
客户端驱动协商（Agent-driven Negotiation）
有客户端进行内容协商的方式，用户从浏览器显示的可选项列表中手动选择。还可以利用JavaScript脚本在Web页面上自动进行选择。
透明协商（Transparent Negotiation）
服务器端和客户端驱动结合体，是由服务器端和客户端各自进行内容协商的一种方法。