HTTP协议详细总结

浅浅的花香味﹌ 2022-10-29 14:22 307阅读 0赞

计算机网络全总结:计算机网络五层体系结构总结

HTTPS协议的总结:近期更新~

文章目录

  • HTTP协议
    • 一、了解HTTP协议
        1. 浏览器背后的故事
        1. 两个概念
        1. HTTP协议的概念
        1. DNS的介绍
        1. HTTP事务处理过程
    • 二、HTTP协议的特点
        1. 支持客户/服务器模式
        1. 简单快速
        1. 灵活
        1. 无连接
        1. 无状态
    • 三、区分URI和URL
    • 四、HTTP报文结构分析
        1. 请求报文结构
        1. 响应报文结构
        1. HTTP报文头
        1. 报文头常见字段
        • Accept
        • Accept-Encoding
        • Accept-Language
        • Connection
        • Host
        • Refer
        • User-Agent
        • Content-Type
    • 五、HTTP请求方法分析
        1. GET
        1. POST
        1. PUT
        1. HEAD
        1. DELETE
        1. OPTIONS
        1. TRACE
        1. CONNECT
    • 六、HTTP响应的状态码分析
        1. 介绍
        1. 各类状态码详解
        1. 常见状态码
        • 2xx (4种)
        • 3xx (5种)
        • 4xx (4种)
        • 5xx (3种)
    • 七、常见认证方式
        1. 常见的认证方式
        1. BASIC认证
        1. DIGEST认证
        1. SSL客户端认证
        1. FormBase 认证
    • 八、HTTP的长连接与短连接
    • 九、HTTP中介之网关
        1. 网关的介绍
        1. 代理服务器和网关的区别
        1. WEB网关
        1. 常见的网关类型
    • 十、HTTP缓存
        1. 简介
        1. 描述缓存的报文头字段
        • Cache-Control
        • Expires
        • Last-Modified
        • if-Modified-Since
        • Etag
        • if-None-Match
        1. HTTP缓存工作方式
        1. 缓存改进方案
        • MD5 / hash缓存
        • CDN缓存
        1. CDN缓存工作方式
        1. 浏览器操作对HTTP缓存的影响
    • 十一、HTTP内容协商机制
        1. 介绍
        1. 内容协商方式
        • 客户端驱动
        • 服务器驱动
        • 透明协商
        1. 服务器驱动内容协商方式概述
        • 请求头与响应头的比对
        • 近似匹配
    • 十二、断点续传和多线程下载
        1. 简介
        1. 请求头Range
        1. 响应头Content—Range
        1. 断点续传过程

HTTP协议

一、了解HTTP协议

1. 浏览器背后的故事

在这里插入图片描述

2. 两个概念

  • 文本表示图片、文字等信息
  • 超文本表示文本中含有链接,可以通过链接跳转到某一页面

3. HTTP协议的概念

  • 超文本传输协议(HTTP)是一种通信协议,它允许将超文本标记语言(HTML)文档从Web服务器传送到客户端的浏览器
  • HTTP是一个属于应用层的面向对象的协议,由于其简捷、决速的方式,适用于分布式超媒体信息系统。

4. DNS的介绍

  • 通常我们访问一个网站,使用的是主机名或者域名来进行访问的。因为相对于IP地址(一组纯数字) ,域名更容易让人记住。但TCP/IP协议使用的是IP地址进行访问的,所以必须有个机制或服务把域名转换成IP地址。DNS服务就是用来解决这个问题的,它提供域名到IP地址之间的解析服务
  • 查询映射关系的过程:

    首先查找本地的host文件,查看所请求的域名是否有对应的ip地址映射,若没有,则查找本地DNS服务,若没有,找所配置的优先的网络中的DNS服务,若没有,继续在网络中向上层找:

    1. 如果采用转发模式,则逐层在网络中向上层找,直到找到根DNS服务,将得到的结果逐层返回
    2. 如果不采用转发模式,则直接查询网络中的13个DNS服务,将得到的结果直接返回

5. HTTP事务处理过程

当客户端访问Web站点时,首先会通过DNS服务查询到域名的IP地址。然后浏览器通过IP地址生成HTTP请求,并通过TCP/IP协议发送给Web服务器。Web服务器接收到请求后会根据请求生成响应内容,并通过TCP/IP协议返回给客户端。
在这里插入图片描述

二、HTTP协议的特点

1. 支持客户/服务器模式

客户/服务器模式工作的方式是由客户端向服务器发出请求,服务器端响应请求,并进行相应服务

2. 简单快速

  • 客户向服务器请求服务时, 只需传送请求方法和路径
  • 请求方法常用的有GET, HEAD, POST。每种方法规定了客户与服务器联系的类型不同
  • 由于HTTP协议简单,使得HTTP服务器的程序规模小,因而通信速度很快

3. 灵活

  • HТТР允许传输任意类型的数据对象
  • 正在传输的类型由Content—Type(Content—Type是HTTP包中用来表示内容类型的标识)加以标记

4. 无连接

  • 无连接的含义是限制每次连接只处理一个请求
  • 服务器处理完客户的请求,并收到客户的应答后,即断开连接
  • 采用这种方式可以节省传输时间

5. 无状态

  • HTTP协议是无状态协议
  • 无状态指的是客户端向服务器发送请求之后,服务器仅传回响应,并不对请求做任何的保留和记忆
  • 无状态意味着如果后续处理需要前面的信息,则它必须重传,这样可能导致每次连接传送的数据量增大
  • 另一方面,在服务器不需要先前信息时它的应答就较快
  • 可以使用Cookie和Session机制辅助记忆,二者的使用详见 文档 / 主页博客

三、区分URI和URL

在这里插入图片描述

  • URI像一个标识,可以分为URL与URN或同时具备locators和names特性的一个东西
  • URN作用就好像一个人的名字, URL就像一个人的地址
  • URN确定了东西的身份, URL提供了找到它的方式
  • URL是URI的一种,但不是所有的URI都是URL
  • URI和URL最大的差别是“访问机制”,有访问机制的,比如http协议、ftp等协议的是URL
  • URN是唯一标识的一部分,是身份信息

四、HTTP报文结构分析

1. 请求报文结构

watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80OTM0MzE5MA_size_16_color_FFFFFF_t_70 2

2. 响应报文结构

watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80OTM0MzE5MA_size_16_color_FFFFFF_t_70 3

3. HTTP报文头

  • HTTP的报文头大体可以分为四类,分别是:

    通用报文头、请求报文头、响应报文头、实体报文头

    请求方的http报头结构:通用报头|请求报头|实体报头
    响应方的http报头结构:通用报头|响应报头|实体报头

  • 通用报文头 (请求和响应都通用的报文头)

    watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80OTM0MzE5MA_size_16_color_FFFFFF_t_70 4

  • 请求报文头

    watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80OTM0MzE5MA_size_16_color_FFFFFF_t_70 5

  • 响应报文头

    watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80OTM0MzE5MA_size_16_color_FFFFFF_t_70 6

  • 实体报文头

    watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80OTM0MzE5MA_size_16_color_FFFFFF_t_70 7

4. 报文头常见字段

Accept

  • 作用:浏览器端可以接受的媒体类型
  • Accept:text/html 代表浏览器可以接受服务器回发的类型为text/html也就是我们常说的html文档,如果服务器无法返回text/html类型的数据,服务器应该返回一个406错误(Non Acceptable)
  • Accept:*/* 代表浏览器可以处理所有类型
  • 如果想要给显示的媒体类型增加优先级,则使用 q=权重值 表示;q的范围是0—1 (可精确到小数点后3位) ,且1为最大值。不指定权重q值时,默认权重为q=1.0,当服务器提供多种内容时,将会首先返回权重值最高的媒体类型

Accept-Encoding

  • 作用: 浏览器声明自己接收的编码方法,通常指定压缩方法,是否支持压缩,支持什么压缩方法(gzip, deflate)

Accept-Language

  • 作用:浏览器声明自己接收的语言
  • 举例如下:

    Accept-Language: zh-cn,zh;q=0.7,en-us,en;q=0.3

    客户端在服务器有中文版资源的情况下,会请求其返回中文版对应的响应,没有中文版时,则请求返回英文版响应

Connection

  • Connection: keep—alive 当一个网页打开完成后,客户端和服务器之间用于传输HTTP数据的TCP连接不会关闭,如果客户端再次访问这个服务器上的网页,会继续使用这一条已经建立的连接
  • Connection: close 代表一个Request完成后,客户端和服务器之间用于传输HTTP数据的TCP连接会关闭,当客户端再次发送Request,需要重新建立TCP连接

Host

  • 作用:请求报头域主要用于指定被请求资源的Internet主机和端口号,它通常从HTTP URL中提取出来的
  • 我们在浏览器中输入: http://www.fljf.com:8080

    浏览器发送的请求消息中,就会包含Host请求报头域,Host: www.fljf.com:8080

Refer

  • 当浏览器向web服务器发送请求的时候,一般会带上Referer,告诉服务器我是从哪个页面链接过来的,服务器借此可以获得一些信息用于处理

User-Agent

  • 作用:告诉HTTP服务器,客户端的基本信息,比如使用的操作系统和浏览器的名称和版本
  • 很多情况下我们会通过User—Agnet来判断浏览器类型,从而进行不同的兼容设计

Content-Type

  • 作用:说明了报文体内对象的媒体类型
  • 举例:Content-Type: text/html; charset:utf-8
  • 常见的类型

    1. text/html HTML格式
    2. text/plain :纯文本格式
    3. text/xml XML格式
    4. image/gif gif图片格式
    5. image/jpeg jpg图片格式
    6. image/png png图片格式
    7. application/xhtml+xml XHTML格式
    8. application/xml XML数据格式
    9. application/atom+xml Atom XML聚合格式
    10. application/json JSON数据格式
    11. application/pdf pdf格式
    12. application/msword Word文档格式
    13. application/octet-stream :二进制流数据(如常见的文件下载)
    14. multipart/form-data 需要在表单中进行文件上传时,就需要使用该格式

五、HTTP请求方法分析

1. GET

  • GET方法用来请求访问已被URI识别的资源
  • 指定的资源经服务器端解析后返回响应内容
  • GET方法会将提交的参数显示在URL中,不安全

    http://localhost/login.php?username=aa&password=1234

    从上面的URL请求中,很容易就可以辨认出表单提交的内容

  • 浏览器对于提交URL的长度也有所限制

2. POST

  • POST方法的功能与GET类似
  • 数据放在请求体中,没有直接放在请求头的URL中,较为安全,一般用于提交表单的数据,理论上URL 的长度没有限制

3. PUT

  • 从客户端向服务器传送的数据取代指定的内容
  • PUT方法与POST方法最大的不同是: PUT是幂等的,而POST不是幂等的
  • 幂等表示取代同一个地方的内容,即更新数据,如更换头像
  • 非幂等如论坛发表评论,不会取代之前已发的内容

4. HEAD

  • 一般用来测试某个地址是否可以连通
  • 类似于GET请求,只不过返回的响应中没有具体的内容,用于获取报头

5. DELETE

  • 请求服务器删除指定的资源

6. OPTIONS

  • 用来查询请求头的URL所指定的资源支持的请求方法

7. TRACE

  • 回显服务器收到的请求,主要用于测试或诊断

8. CONNECT

  • 开启一个客户端与所请求资源之间的双向沟通的通道,它可以用来创建隧道

六、HTTP响应的状态码分析

1. 介绍

是用以表示网页服务器超文本传输协议响应状态的3位数字代码,图片见上述响应报文的结构

2. 各类状态码详解

watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80OTM0MzE5MA_size_16_color_FFFFFF_t_70 8

3. 常见状态码

2xx (4种)

  • **200 OK:**表示从客户端发送给服务器的请求被正常处理并返回
  • **202 Accept:**已接受请求,但未处理完成
  • **204 No Content:**表示客户端发送的请求得到了成功处理,但在返回的响应报文中不含实体的主体部分(没有资源可以返回)
  • **206 Patial Content:**表示客户端进行了范围请求,并且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 (5种)

  • **301 Moved Permanently:**永久性重定向,表示请求的资源被分配了新的URL,浏览器会自动定向到新的URL,之后的请求应使用更改的URL
  • **302 Found:**临时性重定向,表示请求的资源被分配了新的URL,客户端应继续使用原有URL

    ​ 301与302的区别:前者是永久移动,后者是临时移动

  • **303 See Other:**表示请求的资源被分配了新的URL,应使用GET方法定向获取请求的资源

    ​ 302与303的区别:后者明确表示客户端应当采用GET方式获取资源

  • **304 Not Modified:**表示客户端发送附带条件(是指采用GET方法的请求报文中包含if-Match、If-Modified-Since、If-None-Match、If-Range、If-Unmodified-Since中任一首部)的请求时,服务器端允许访问资源,但是请求为满足条件的情况下返回改状态码
  • **307 Temporary Redirect:**临时重定向,与303有着相同的含义,307会遵照浏览器标准不会从POST变成GET;(不同浏览器可能会出现不同的情况)

4xx (4种)

  • **400 Bad Request:**表示请求报文中存在语法错误
  • **401 Unauthorized Required:**未经许可,需要通过HTTP认证
  • **403 Forbidden:**服务器理解客户端的请求,但服务器拒绝该次访问(访问权限出现问题)
  • **404 Not Found:**表示服务器上无法找到请求的资源,除此之外,也可以在服务器拒绝请求但不想给拒绝原因时使用

5xx (3种)

  • **500 Inter Server Error:**表示服务器内部发生了错误,也有可能是web应用存在的bug或某些临时的错误时
  • **502 Bad Gateway:**充当网关或代理的服务器,从远端服务器接收到一个无效的请求
  • **503 Server Unavailable:**表示服务器暂时处于超负载或正在进行停机维护,无法处理请求

七、常见认证方式

1. 常见的认证方式

  • BASIC认证(基本认证)
  • DIGEST认证(摘要认证)
  • SSL客户端认证
  • FormBase 认证 (基于表单认证)

2. BASIC认证

使用质询/响应的方式,直接发送经过Base64编码后的明文密码

在这里插入图片描述

  1. Authorization头信息:
  2. 例:Authorization: Basic dXNlcjE6cGFzczE=
  3. 其中 dXNlcjE6cGFzczE= ID与密码以冒号相隔组成的字符串,再经base64编码后的结果

3. DIGEST认证

DIGEST认证同样使用质询/响应的方式,但不会像BASIC认证那样直接发送明文密码

watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80OTM0MzE5MA_size_16_color_FFFFFF_t_70 10

4. SSL客户端认证

SSL客户端认证是借由HTTPS的客户端证书完成认证的方式。凭借客户端证书认证,服务器可确认访问是否来自已登录的客户端

5. FormBase 认证

  • 基于表单的认证方法并不是在HTTP协议中定义的
  • 使用由Web应用程序各自实现基于表单的认证方式
  • 通过Cookie和Session的方式来保持用户的状态

八、HTTP的长连接与短连接

  • HTTP协议是基于请求/响应模式的,因此只要服务端给了响应,本次HTTP请求就结束了
  • HTTP的长连接和短连接本质上是TCP长连接和短连接
  • HTTP/1.0中,默认使用的是短连接;也就是说,浏览器和服务器每进行一次HTTP操作,就建立—次连接, 结束就中断
  • HTTP/1.1起,默认使用长连接,用以保持连接特性
  • HTTP的长连接格式

在这里插入图片描述

  • HTTP长连接与短连接简要过程

    短连接:

    建立连接一数据传输一关闭连接 … 建立连接一数据传输一关闭连接

    长连接:

    建立连接—数据传输…(保持连接)…数据传输—关闭连接

九、HTTP中介之网关

HTTP代理服务器Nginx的使用见 文档 / 主页博客

1. 网关的介绍

  • 网关可以作为某种翻译器使用,它抽象出了一种能够到达资源的方法;网关是资源和应用程序之间的粘合剂
  • 网关扮演的是“协议转换器”的角色

2. 代理服务器和网关的区别

在这里插入图片描述

3. WEB网关

  • Web网关在一侧使用HTTP协议,在另一侧使用另一种协议;格式:<客户端协议>/<服务器端协议>

    • (HTTP /)服务器端网关:通过HTTP协议与客户端对话,通过其他协议与服务器通信
    • (/ HTTP)客户端网关:通过其他协议与客户端对话,通过HTTP协议与服务器通信

4. 常见的网关类型

  • (HTTP / *)服务器端Web网关
  • (HTTP / HTTPS)服务器端安全网关
  • (HTTPS / HTTP)客户端安全加速器网关
  • 资源网关:客户端通过http连接到应用程序的服务器,服务器并不回传数据,而是将请求通过网关的api

    ​ 发送给运行在服务器的应用程序,此程序将响应回传给客户端

十、HTTP缓存

1. 简介

若每次相同的URL都重新请求服务器的资源,会导致服务器的压力较大,故引出了缓存机制;缓存的内容一般是css等改动频率比较低的静态资源,往往都是存在浏览器端,防止这些“多余”的请求重复的访问服务器

2. 描述缓存的报文头字段

Cache-Control

  • 通用报文头,缓存控制字段
  • 常见取值如下:

    • no—store:所有内容都不缓存
    • no—cache:缓存,但是浏览器使用缓存前,都会请求服务器判断缓存资源是否是最新
    • max—age=x(单位 秒):请求缓存后的X秒不再发起请求
    • s—maxage=x(单位 秒):代理服务器请求源站缓存后的X秒不再发起请求 (只对CDN缓存有效)
    • public:客户端和代理服务器(CDN)都可缓存
    • private:只有客户端可以缓存

Expires

响应头,代表资源过期时间,由服务器返回提供,是http1.0的属性在与max-age共存的情况下,优先级要低

Last-Modified

响应头,资源最新修改时间,由服务器告诉浏览器

if-Modified-Since

请求头,资源最新修改时间,由浏览器告诉服务器,和Last-Modified是一对,它两会进行对比

Etag

响应头,资源标识,由服务器告诉浏览器

if-None-Match

请求头,缓存资源标识,由浏览器告诉服务器(其实就是上次服务器给的Etag),和Etag是一对,它两会进行对比

3. HTTP缓存工作方式

**场景一:**让服务器与浏览器约定一个文件过期时间—Expires

在这里插入图片描述

**场景二:**让服务器与浏览器在约定文件过期时间的基础上,再加一个文件最新修改时间的对比 Last—Modified 与 if-Modified-Since

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**场景三:**让服务器与浏览器在过期时间 Expires + Last-Modified 的基础上,增加一个文件内容唯一对比标记

Etag 与 lf-None- Match , 再加入一个max-age来加以代替Expires

在这里插入图片描述

4. 缓存改进方案

MD5 / hash缓存

对一个资源添加MD5或者Hash修改之后同时也修改其请求路径,本地没有此路径的缓存,则会发起新的请求获取到改变的内容;解决浏览器无法跳过缓存过期时间主动感知文件变化的问题

CDN缓存

  • CDN是构建在网络之上的内容分发网络,依靠部署在各地的边缘服务器,通过中心平台的负载均衡、内容分发、调度等功能模块,使用户就近获取所需内容,降低网络拥塞,提高用户访问响应速度和命中率
  • 举个例子理解CDN缓存:原来一个城市只有一个火车票总售卖点,流量大,压力大;后来城市建立了很多代售点,居民可以就近买票;代售点称为CDN节点,可以处理一部分请求,减轻总服务器的压力

5. CDN缓存工作方式

第一次请求:

在这里插入图片描述

后续请求:

在这里插入图片描述

6. 浏览器操作对HTTP缓存的影响

无效表示不使用缓存文件,重新发起请求

在这里插入图片描述

十一、HTTP内容协商机制

1. 介绍

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适合的资源。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的基准

2. 内容协商方式

客户端驱动

客户端发起请求,服务器发送可选项列表,客户端作出选择后再发送第二次请求

服务器驱动

服务器检查客户端的请求头部集并决定提供哪个版本的页面 (使用较多)

透明协商

某个中间设备(通常是缓存代理)代表客户端进行协商

3. 服务器驱动内容协商方式概述

请求头与响应头的比对

  • Accept:告知服务器发送何种媒体类型 (对应的响应头) Content-Type
  • Accept—Language:告知服务器发送何种语言 (对应的响应头) Content-Language
  • Accept—Charset:告知服务器发送何种字符集 (对应的响应头) Content-Type
  • Accept—Encoding:告知服务器采用何种编码 (对应的响应头) Content-Encoding

近似匹配

四种语言及其优先级:

Accept-Language: eniq=0.5, fr;q=0.0, nl;q=1.0, trq=0.0

十二、断点续传和多线程下载

1. 简介

  • HTTP是通过在Header里两个参数实现的,客户端发请求时对应的是Range ,服务器端响应时对应的是Content—Range
  • 续传成功,响应会返回状态码206
  • 内容若有改动,响应会返回状态码200及新文件的内容

2. 请求头Range

  • 指定第一个字节的位置和最后一个字节的位置
  • 一般格式:Range:(unit=first byte pos)-[last byte pos]
  • 左开右闭,但实际执行时两边都是闭区间

3. 响应头Content—Range

  • 在发出带Range的请求后,服务器会在Content—Range头部返回当前接受的范围和文件总大小
  • 一般格式:Content-Range: bytes (unit first byte pos) - [last byte pos]/[entity length]
  • 在响应完成后,返回的响应头内容也不同:

    • HTTP/1.1 200 Ok (不使用断点续传方式)
    • НТТP/1.1 206 Partial Content (使用断点续传方式)

4. 断点续传过程

  • 客户端下载一个1024K的文件,已经下载了其中512K
  • 网络中断,客户端请求续传,因此需要在HTTP头中申明本次需要续传的片段 Range:bytes=512000-
  • 这个头通知服务端从文件的512K位置开始传输文件直到文件全部传输完毕
  • 服务端收到断点续传请求,从文件的512K位置开始传输,并且在HTTP头中增加 Content-Range:bytes 512000-/1024000
  • 并且此时服务端返回的HTTP状态码应该是206,而不是200

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