HTTP协议传输大文件及断点续传的方式

ゝ一世哀愁。 2022-09-04 05:39 275阅读 0赞

# HTTP传输大文件及断点续传的方式 #

### 文章目录 ###

*  HTTP传输大文件及断点续传的方式
 *   *  1. 数据压缩
     *  2. 分块传输
     *  3. 范围请求及断点续传
     *  4. 多段请求

## 1. 数据压缩 ##

通常浏览器在发送请求时都会带着 “**Accept-Encoding**” 头字段，里面是浏览器支持的压缩格式列表，例如 gzip、deflate、br 等，这样服务器就可以从中选择一种压缩算法，放进 “**Content-Encoding**” 响应头里用来标识这次传输使用的压缩算法，再把原数据压缩后发给浏览器。

**优缺点：**

数据压缩在处理文本的时候效果还是很好的，但是图片、音频视频等多媒体数据本身就已经是高度压缩的，再用压缩处理也不会变小，此种方式失效。

## 2. 分块传输 ##

压缩是把大文件整体变小，但是如果大文件整体不能变小，那就把它“拆开”，分解成多个小块，把这些小块分批发给浏览器，浏览器收到后再组装复原。

这样浏览器和服务器都不用在内存里保存文件的全部，每次只收发一小部分，网络也不会被大文件长时间占用，内存、带宽等资源也就节省下来了。

在响应报文里用头字段 “**Transfer-Encoding: chunked**” 表示报文里的 body 部分不是一次性发过来的，而是分成了许多的块（chunk）分批发送。

注意：“Transfer-Encoding: chunked” 和 “Content-Length”这两个字段是**互斥的**，也就是说响应报文里这两个字段不能同时出现，一个响应报文的传输要么是长度已知，要么是长度未知（chunked）。

**分块传输的编码规则：**

1.  每个分块含有两个部分，长度头和数据块
2.  长度头是以 CRLF（回车换行，即\\r\\n）结尾的一行明文，用 16 进制数字表示某一块数据的长度
3.  数据块紧跟在长度头后，最后也用 CRLF 结尾
4.  最后用一个长度为 0 的块表示结束，如下图：

![image-20210811113708484][]

浏览器在收到分块传输的数据后会自动重新组装出内容。

## 3. 范围请求及断点续传 ##

分块传输可以解决大文件传输的问题，但是有这么一种情况，看电影的过程中快进到某一段，也就是获取大文件中的某一段数据，分块传输并没有这个功能，这就需要使用**范围请求**。

客户端在请求头里使用 **”Range: bytes=左范围-右范围“** 来表示只获取文件的一部分，但是范围请求不是 Web 服务器必备的功能，可以实现也可以不实现，所以服务器必须在响应头里使用字段 “**Accept-Ranges: bytes**” 明确告知客户端：“支持范围请求”（客户端发送HEAD请求查询）。

如果服务器不支持范围请求，那么服务器可以发送 **“Accept-Ranges: none”**，或者干脆不发送 **“Accept-Ranges”** 字段，这样客户端就认为服务器没有实现范围请求功能，只能收发整块文件。

服务器收到 Range 字段后，需要做四件事：

1.  检查范围是否合法，如果范围越界，服务器就会返回状态码**416**，意思是“你的范围请求有误，我无法处理，请再检查一下”。
2.  如果范围正确，服务器就可以根据 Range 头计算偏移量，读取文件的片段了，返回状态码 “**206 Partial Content**” ，和 200 的意思差不多，但表示 body 只是原数据的一部分。
3.  服务器要添加一个响应头字段 **Content-Range: bytes 左范围 - 右范围 / 资源的总大小**，表示将要返回指定范围内的实体内容。
4.  服务器向客户端发送数据。

有了范围请求之后，HTTP 处理大文件就更加轻松了，看视频时可以根据时间点计算出文件的 Range，不用下载整个文件，直接精确获取片段所在的数据内容。

多段下载、断点续传的应用：

1.  客户端先发 HEAD，看服务器是否支持范围请求，同时获取文件的大小
2.  多段下载：开 N 个线程，每个线程使用 Range 字段划分出各自负责下载的片段，发请求传输数据
3.  断点续传：下载意外中断，不必重头再来一遍，只要根据上次的下载记录，用 Range 请求剩下的那一部分就可以了

## 4. 多段请求 ##

HTTP协议还支持在 Range 头里使用多个“x-y”，一次性获取多个片段数据，如: **”Range: bytes=0-9, 20-29“** 。

这就需要服务端传递一种特殊的 MIME 类型：“**multipart/byteranges**”，表示报文的 body 是由多段字节序列组成的，并且还要用一个参数 “**boundary=xxx**” 给出段之间的分隔标记，如下图的响应内容：

![image-20210811120802027][]

每一个分段必须以 **“- -boundary”** 开始，之后要用 “Content-Type” 和 “Content-Range” 标记这段数据的类型和所在范围，全部分段数据发送之后，最后用一个 **“- -boundary- -”** 表示所有的分段结束。

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