HTTP详解：从基础到进阶-优快云博客

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HTTP 是什么

HTTP是一种超文本传输协议，用于完成客户端和服务器端等等一系列的运作流程。而协议指的是规则的约定。可以说，Web 是建立在 HTTP 协议上进行通信的。

HTTP的诞生

我相信大家也是这样，在学一门技术之前都会去了解一下它的历史，下面来看看 HTTP 的发展史。

HTTP 诞生于 1989 年 3 月。是一个名叫蒂姆伯纳斯-李的哥们儿提出的，最初设想的基本理念是：借助多文档之间相互关联形成的超文本，连成可相互参阅的 WWW（World Wide Web，万维网）。简称 Web。

HTTP 0.9 在 1990 年问世。那时候的 HTTP 还没有作为正式的标准被建立。

HTTP 1.0 在 1996 年 5 月正式作为标准。该协议标准现在仍然被广泛使用在服务器端。

HTTP 1.1 在 1997 年 1 月公布为当前主流的 HTTP 协议版本。

HTTP 2.0 在 2012 年 3 月征集建议。

HTTP 2.0 在同年的 9 月份发布了第一个草案。

HTTP 2.0 在 2014 年 11 月实现了标准化。

了解 TCP/IP

在理解 HTTP 之前，我们先简单的来了解一下 TCP/IP 协议族。一般使用的网络都是在 TCP/IP 协议的基础上运作的，而 HTTP 属于它内部的一个子集。

TCP/IP 协议族

在计算机和网络设备进行互相通信时，双方都必须基于相同的方法。比如，如何探测到通信目标，是哪边先发起通信、用什么语言进行通信、怎样结束通信等等一些规则都是先要确定好的。不同的硬件、操作系统之间的通信，所有的这一切都需要一种规则。而这种规则称为协议。

协议中包括：从电缆的规格到 IP 地址的选定方法、寻找异地用户的方法、双方建立通信的顺序，以及 Web 页面显示要处理的步骤，等等。将这些相关联的协议集合起来总称为 TCP/IP。

TCP/IP 模型各层作用

TCP/IP 重要的点就是分层。有以下4层：应用层、传输层、网络层和数据链路层。

下面来介绍各层的作用。

应用层：应用层决定了向用户提供应用服务时通信的活动。比如，FTP(文件传输协议)和 DNS(域名解析系统)。HTTP 协议也在该层。
传输层：传输层对上层应用层，提供处于网络连接中的两台计算机之间的数据传送。该层有两个不同的协议：TCP 传输控制协议和 UDP 用户数据协议。
网络层：网络层用来处理在网络上的数据包。数据包是网络传输的最小数据单位。网络层的作用就是在多条路线中选出一条传输路线进行数据传输。
链路层：用来处理连接网络的硬件部分。包括什么操作系统、硬件的设备、什么路由器啊之类的等等，都属于该层。

TCP/IP 层次化的好处是：如果互联网由一个协议统一规划，某个地方需要改变设计时，就必须将所有部分整体替换掉。而分层之后只需要把变动的层替换掉。把各层之间的接口部分规划好之后，每层内部的设计就可以自由改动。比如，处于应用层上的应用可以只考虑分配给自己的任务，不用去考虑其他的问题。

TCP/IP 通信传输流

TCP/IP 协议进行通信时，会通过分层顺序和对方进行通信。客户端从应用层往下走，服务器端则从链路层往上走。看下面的图。

首先客户端在应用层发出一个 HTTP 请求。
接着，在传输层接收到应用层的数据后进行分割，给每个报文打上标记序号以及端口号转发给网络层。
在网络层，添加通信目的地的 MAC 地址后转发给链路层。
接收端（也叫服务器端）的服务器在链路层接收到数据，按次序向上层发送，一直到应用层。传输到应用层才算真正接收到客户端发过来的 HTTP 请求。

和HTTP相关的协议

在HTTP客户端向服务器端发送报文之前，需要用到 IP、TCP、DNS 这三个和 HTTP 密不可分的协议。

IP 网络协议

IP（Internet Protocol）网络协议处于网络层。IP协议的作用是把各种数据包传送给对方。但要保证正确的传送给对方，其中两个重要的条件是 IP 地址和 MAC 地址。可以把它想象成你家的地址，或者说你的电话号码。

IP 地址指的是节点被分配到的地址，MAC 地址指的是网卡所属的固定地址。IP 地址可以跟 MAC 地址进行配对。IP 地址是可变的，MAC 地址是不可变的。

IP 和 IP地址别搞混了，IP是一种协议。而IP地址是则是每台计算机的标识

ARP 协议

IP 间的通信依赖 MAC 地址。在网络上通信的双方很少会在同一个局域网，一般都是经过多台计算机或者网络设备中专才能连接到对方。而在中转的过程中，会利用下一站中转设备的 MAC 地址进行搜索下一个中转目标。而这时，会用到ARP协议。ARP协议是一种用来解析地址的协议，通过通信方的 IP 地址就能反查出对应的 MAC 地址。

在到达通信目标前的中转过程中，计算机和路由器只能获取粗略的传输路线，这种机制叫做路由选择。

就跟你在淘宝上买东西是一样的道理。比如，你在淘宝网买了件衣服，快递公司会根据你的地址进行送货，在送货这个过程中，并不是直接送到你手里。而是经过各种什么杭州中转站然后又到深圳中转站，之后才送到你手里。

TCP 协议

TCP 协议处于传输层，主要的作用是提供可靠的字节流服务。字节流服务指的是，为了方便传输，将大块的数据分割成以报文段为单位的数据包进行管理。而可靠性的传输服务指的是，能够把数据准确可靠的传给对方。

为了准确的将数据传送给对方，三次握手就出现了。下图展示这个过程。

第一次握手：客户端先发送一个带 SYN 标志的数据包给对方。
第二次握手：服务器端收到之后，回传一个带有 SYN/ACK 标志的数据包表示传达确认信息。
第三次握手：最后，客户端再传回一个带 ACK 标志的数据包，表示 “握手” 结束。

DNS 服务

DNS 服务和 HTTP协议一样，处于应用层。它主要的作用是，将域名解析成 IP 地址。DNS 协议可以通过域名查找 IP 地址，也可以通过 IP 地址反查域名的服务。

下面展示每个协议和HTTP协议的关系。

什么是URL和URI？

URL指的是统一资源定位符，是访问Web网站需要输入的网站地址。例如，http://www.tutu.com。
URI指的是统一资源标识符，全称为Uniform Resource Identifier，它的作用是区分互联网中的不同资源。比如，HTML 文档、图像、视频片段、程序等等。而 URL 是 URI 的一个子集。

URI格式

下图展示了 URI 的格式。

协议名：http:或https:表示协议名称。不区分字母大小写，最后加上//。
登录信息：user:pass@ 表示获取服务器资源的用户和密码。但不推荐使用，因为不安全。
服务器地址：服务器地址有三种：
- 以域名的形式www.tutu.com;
- 以 IPv4 192.168.0.1地址名;
- 以[0:0:0:0:0:0:1]这种方括号括起来的 IPv6 地址;
服务器端口号：:8080表示端口号。
文件路径：/html/index.html表示服务器文件路径，资源的访问位置。
查询字符串：?userId=1表示文件路径中的参数。?后面以key=value的形式。如果后面还需要加参数，用&拼接。
片段标识符：#cn1表示文件中的某个位置。就是平时的网页锚点定位。