HTTP 基础

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HTTP 和 TCP 的关系

HTTP 是在 TCP 传输协议上层的应用层协议，主要解决如何包装数据的问题，关于 TCP/IP 和 HTTP 协议的关系，网络有一段比较容易理解的介绍：“我们在传输数据时，可以只使用（传输层）TCP/IP 协议，但是如果没有应用层，便无法识别数据内容，如果想要使传输的数据有意义，则必须使用到应用层协议，应用层协议有很多，比如 HTTP、FTP、TELNET 等，也可以自己定义应用层协议，Web 使用 HTTP 协议作应用层协议，以封装 HTTP 文本信息，然后使用 TCP/IP 做传输层协议将它发到网络上”。

HTTP 协议和 TCP 协议

1、HTTP 访问到服务器的过程

从在浏览器中输入一个网址直到请求到达服务器的过程中如下图。

2、长连接

在 HTTP1.0 版本中，每一个请求都需要在 TCP 协议中经历 “三次握手四次挥手”，在 HTTP1.1 中有了长连接，这个问题得到了改善，可以通过创建的一次 TCP 连接，进行多次请求响应，并在结束后关闭 TCP 连接。

HTTP1.0 版本：

HTTP1.1 长连接版本：

3、管线化

在不同的浏览器中对于访问同一个域名，都有一个最大的请求数限制，数量大小因浏览器而异，如果请求数量大于最大请求数限制，则需要排队等待其他请求结束。

管线化技术，在超出最大请求数限制，客户端继续发送请求到服务端，而不需要其他请求得到响应的时候才能进行，实现并行发送请求，CDN 是比较典型的解决方式，将静态资源分发到不同 ip 下的服务器，请求资源是通过不同的代理服务器去同时获取，可以提高页面初始化响应的速度。

4、URI 和 URL

URI：是统一资源标识符，在某个规则下能把这个资源独一无二标示出来，类似人的身份证号；
URL：统一资源定位符，表示资源的地点，URL 是使用浏览器访问 Web 页面时需要输入的网页地址。

URL 的组成：

http://username:password@www.pandashen.com:80/2018/07/09/index.html?uid=1&name=panda#ch1

• http：协议类型；
• username:password：登录信息（如 Github，不安全）；
• www.pandashen.com：服务器地址（与前面用 @ 连接）；
• 80：服务器端口号（与前面用 : 连接）；
• /2018/07/09/index.html：带层次的文件路径；
• uid=1&name=panda：查询字符串（与前面用 ? 连接）；
• ch1：片段标识符（hash 值，与前面使用 # 连接）。

HTTP 的组成

请求的一方叫客户端，响应的一方叫服务器端，通过请求和响应达成通信，HTTP 是一种无状态的协议。

1、请求报文

请求报文包含请求行、请求首部和请求体三个部分。

请求行由三个部分组成，并写在同一行，分别为请求方法、请求路径（域名和端口号后面的部分）和协议/版本号。

请求方法：

• GET：获取资源
• POST：向服务器端发送数据，传输实体主体
• PUT：传输文件
• HEAD：获取报文首部
• DELETE：删除文件
• OPTIONS：询问支持的方法
• TRACE：追踪路径

追踪路径方式如下图：

请求体内的内容为向服务端发送的数据，首部分为通用首部、请求首部、响应首部和实体首部四种，在后面详细说明。

2、响应报文

响应报文同样包含三个部分，响应行、响应首部和响应体。

响应行由三个部分组成，并写在同一行，分别为协议/版本号、状态码和状态码原因短语。

注意：在请求首部与请求体之间、在响应首部与响应体之间都应该空一个空行。

HTTP 响应状态码

状态码负责表示客户端请求的返回结果、标记服务器端是否正常、通知出现的错误。

1、状态码类别

类别	原因短语
1XX	Informational（信息性状态码）
2XX	Success（成功状态码）
3XX	Redirection（重定向）
4XX	Client Error（客户端错误状态码）
5XX	Server Error（服务器错误状态吗）

2、常见状态码

(1) 成功

状态码	原因短语	原因解释
200	OK	客户端发过来的数据被正常处理
204	Not Content	正常响应，没有实体
206	Partial Content	范围请求，返回部分数据，响应报文中由 Content-Range 指定实体内容

(2) 重定向

状态码	原因短语	原因解释
301	Moved Permanently	永久重定向
302	Found	临时重定向，规范要求方法名不变，但是都会改变成 GET
303	See Other	和 302 类似，但必须用 GET 方法
304	Not Modified	状态未改变，配合（If-Match、If-Modified-Since、If-None_Match、If-Range、If-Unmodified-Since）
307	Temporary Redirect	临时重定向，不该改变请求方法

(3) 客户端错误

状态码	原因短语	原因解释
400	Bad Request	请求报文语法错误
401	Unauthorized	需要认证
403	Forbidden	服务器拒绝访问对应的资源
404	Not Found	服务器上无法找到资源

(4) 服务器错误

状态码	原因短语	原因解释
500	Internal Server Error	服务器故障
503	Service Unavailable	服务器处于超负载或正在停机维护

HTTP 首部

HTTP 首部字段是 HTTP 报文首部的重要部分，在客户端和服务器进行通信的过程中，无论是请求还是响应都会使用首部字段，它能起到传递额外重要信息的作用。

HTTP 首部主要分为通用首部、请求首部、响应首部和实体首部四种：

• 通用首部字段：请求和响应报文两方都会使用的首部字段；
• 请求首部字段：从客户端向服务器发送请求报文时使用的首部字段，补充了请求的附加内容，客户端信息，响应内容相关优先级等信息；
• 响应首部字段：从服务器向客户端返回响应报文时使用的首部字段；补充了响应的附加内容，也会要求客户端附加额外的内容信息；
• 实体首部字段：针对请求报文和响应报文的实体部分使用的首部，补充了资源内容的更新时间等与实体有关的信息。

1、通用首部字段

首部字段名	说明
Cache-Control	控制缓存行为
Connection	链接的管理
Date	报文日期
Pragma	报文指令
Trailer	报文尾部的首部
Trasfer-Encoding	指定报文主体的传输编码方式
Upgrade	升级为其他协议
Via	代理服务器信息
Warning	错误通知

2、请求首部字段

首部字段名	说明
Accept	用户代理可处理的媒体类型
Accept-Charset	优先的字符集
Accept-Encoding	优先的编码
Accept-Langulage	优先的语言
Authorization	Web 认证信息
Expect	期待服务器的特定行为
From	用户的电子邮箱地址
Host	请求资源所在的服务器
If-Match	比较实体标记
If-Modified-Since	比较资源的更新时间
If-None-Match	比较实体标记
If-Range	资源未更新时发送实体 Byte 的范围请求
If-Unmodified-Since	比较资源的更新时间（ 与 If-Modified-Since相反 ）
Max-Forwards	最大传输跳数
Proxy-Authorization	代理服务器需要客户端认证
Range	实体字节范围请求
Referer	请求中的URI的原始获取方
TE	传输编码的优先级
User-Agent	HTTP 客户端程序的信息

3、响应首部字段

首部字段名	说明
Accept-Ranges	是否接受字节范围
Age	资源的创建时间
ETag	资源的匹配信息
Location	客户端重定向至指定的 URI
Proxy-Authenticate	代理服务器对客户端的认证信息
Retry-After	再次发送请求的时机
Server	服务器的信息
Vary	代理服务器缓存的管理信息
www-Authenticate	服务器对客户端的认证

4、实体首部字段

首部字段名	说明
Allow	资源可支持的 HTTP 方法
Content-Encoding	实体的编码方式
Content-Language	实体的自然语言
Content-Length	实体的内容大小（字节为单位）
Content-Location	替代对应资源的 URI
Content-MD5	实体的报文摘要
Content-Range	实体的位置范围
Content-Type	实体主体的媒体类型
Expires	实体过期时间
Last-Modified	资源的最后修改时间

总结

本篇重点介绍关于 HTTP 协议的一点基础知识，关于请求、响应以及报文对应的信息及内容，也可以用作查询使用。