HTTP协议原理笔记

导学

现状

  • 现在的 WEB 开发不理解 HTTP
  • HTTP 相当的重要
  • 提升自身价值

简单的例子

  • 输入 URL 打开网页

  • AJAX 获取数据

  • img 标签加载图片

  • Cache-control 的 public 属性和 private 属性,must-revalidate 属性,no-cache,no-store

  • 缓存验证

    • last-modified 和 if-modified-since 配合验证

    • etag 和 if-modified-since 配合验证

    • CORS 跨域

    • 浏览器输入 URL 后 HTTP 请求返回全过程(下图依据 performance 对象)

网络协议

网络模型介绍


本文主要讲 HTTP(应用层),HTTP 基于 TCP/IP 协议

底三层

  • 物理层:定义物理设备如何传输数据

    硬件、网卡端口、光缆

  • 数据链路层:通信的实体间建立数据链路连接

    软件服务通过物理设备创建电路的连接

  • 网络层:为数据在节点之间传输创建逻辑链路

    访问百度的寻址的逻辑关系

传输层

  • 向用户提供可靠的端到端(End-to-End)服务

  • 传输层向高层屏蔽了下层数据通信的细节

    比如本地与百度服务器之间的连接,两端如何传输数据,传输数据的方式;根据数据的大小来分包、分片,接收端的组装,两者的协议的定义。

应用层

HTTP 就在应用层实现

  • 为软件提供了很多服务
  • 构建与 TCP/IP 协议只上
  • 屏蔽了网络传输的相关细节

HTTP 协议发展历史

HTTP 0.9

  • 只支持 GET 请求
  • 没有 HEADER 等描述数据的信息
  • 服务器发送完毕关闭 TCP 连接

HTTP 1.0

  • 增加很多命令(POST,HEADER 等)
  • 增加 status code 和 header
  • 多字符集支持、多部分发送、权限、缓存等等

HTTP 1.1

  • 持久连接

    1.0 版本一个请求创建一次 TCP 连接,服务端返回了 TCP 连接就关闭,成本较高;持久连接就不用关闭。

  • pipeline

    同一个链接发送多个请求,发送的请求在一个连接发送多个,服务端进来的请求需要串行排队

  • 增加 host 和其他一些命令

    有了 host,就可以在同一台物理服务器上跑多个不同 WEB 服务

HTTP 2

  • 所有的数据都是以二进制传输

    之前的方式大部分是字符串,因此数据的分片方式是不同的,HTTP2 中都是帧传输。

  • 同一个连接里面发送多个请求不再需要按照顺序

    并行极大提高了效率

  • 头信息压缩及推送等提高效率的功能

    HTTP2 解决 HTTP1 中性能低下的问题而设计的。

    • 头信息压缩

    HTTP1 中发送请求和返回请求很多的 HTTP 头都是必须要完整的发送和返回的,而这部分头信息比如 header、content-type、cache-control 这些字段是用字符串形式保存的,所以占用一定的带宽。而在 HTTP2 中就会对头信息压缩,减少带宽使用。

    • 推送

    常规的客户端为主动方,服务端为被动方。但是在 HTTP2 有推送功能,服务端可以主动发起数据传输。常规的 html 网页是请求 html,再请求其中的资源;HTTP2 的话可以在你请求 html 的时候主动推送资源到客户端,达到并行的效果,提高传输效率。

HTTP 三次握手

在客户端和服务器在进行 HTTP 的发送和返回过程中,会建立 TCP connection。

HTTP 不存在连接的概念,只存在请求和响应的概念。请求和响应都传输数据包,会经过一个传输的通道,在 TCP 就创建了这样一个连接(通道),这个连接会保持在那里,请求是在这个基础之上发送的。在 TCP 连接上可以发送多个 HTTP 请求。

这个模式在不同的版本里面有所差别

  • HTTP1.0 TCP 连接在 HTTP 请求创建的时候创建服务端想赢回来之后就会关闭
  • HTTP1.1 可以声明 TCP 连接保持状态,多个 HTTP 请求都通过这个连接。TCP 连接创建的过程中有三次握手消耗,减少开销。
  • HTTP2.0 并发 HTTP 请求。比如:同个用户在请求一个网页的时候只用一个 TCP 连接。
三次握手时序图

1.客户端发起创建数据包的请求。SYN 标志位:创建请求的数据包,Seq=X

2.服务端接收,开启 TCP SOCKET 端口。返回给客户端:SYN 标志位;ACK:接受到的 Seq+1,为 X+1;Seq:为服务端的 Seq。

3.服务端发送。发送 ACK=y+1,Seq=Z。

三次握手的目的:防止服务端开启无用的连接。网络服务根据网络传输数据的二次校验,是否有必要开启,数据是否丢失等等。规避网络传输过程延时、丢失等导致的服务器开销。

三次握手数据包举例

URI、URL、URN

  • URI:统一资源标志符(Identity),用来唯一标识互联网上的信息资源,包含 URL、URN
  • URL:统一资源定位器(Locator)
    1
    比如:http://user:pass@host.com:80/path?query=string#hash
    具体的格式如下
  • URN:永久统一资源定位符,资源移动之后还可以找到,目前还没有什么好的方案

HTTP 报文格式

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