HTTP协议精讲-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/qq_45467372/article/details/103460049

HTTP协议-理论篇

1. Socket套接字

套接字Socket是进程间通信IPC的一种实现，允许位于不同主机（或同一主机）上不同进程之间进行通信和数据交换，SocketAPI出现于1983年，4.2 BSD实现.
在建立通信连接的每一端，进程间的传输要有两个标志：IP地址和端口号，合称为套接字地址 socket
address

客户机套接字地址定义了一个唯一的客户进程
服务器套接字地址定义了一个唯一的服务器进程

套接字相关的系统调用

socket() 创建一个套接字
bind() 绑定IP和端口
listen() 监听
accept() 接收请求
connect() 请求连接建立
write() 发送
read() 接收
close() 关闭连接

2. HTTP 超文本传输协议

2.1 HTTP通信过程

2.2 WEB开发语言

html
css
javascript

HTML

Hyper Text Markup Language 超文本标记语言，编程语言，主要负责实现页面的结构
范例：html 语言

<html>
<head>
<meta http-equiv=Content-Type content="text/html;charset=utf-8">
<title>HTML语言</title>
</head>
<body>
<img src="http://www.magedu.com/wp-content/uploads/2017/09/logo.png" >
<h1 style="color:red">欢迎</h1>
<p><a href=http://www.magedu.com>马哥教育</a>欢迎你</p>
</body>
</html>

CSS

Cascading Style Sheet 层叠样式表，定义了如何显示（装扮） HTML 元素，比如：字体大小和颜色属性等。样式通常保存在外部的 .css 文件中。通过仅仅编辑一个简单的 CSS 文档，可以同时改变站点中所有页面的布局和外观。

#test.html
<html>
<head>
<meta http-equiv=Content-Type content="text/html;charset=utf-8">
<link rel="stylesheet" type="text/css" href="mystyle.css" />
</head>
<body>
<h1>这是 heading 1</h1>
<p>这是一段普通的段落。请注意，该段落的文本是红色的。在 body 选择器中定义了本页面中的默认文本颜
色。</p>
<p class="ex">该段落定义了 class="ex"。该段落中的文本是蓝色的。</p>
</body>
</html>

#mystyle.css
body {color:red}
h1 {color:#00ff00}
p.ex {color:rgb(0,0,255)}

JS

javascript，实现网页的动画效果

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<meta http-equiv=Content-Type content="text/html;charset=utf-8">
</head>
<body>
<h2>我的第一段 JavaScript</h2>

<button type="button"
onclick="document.getElementById('demo').innerHTML = Date()">
点击这里来显示日期和时间
</button>

<p id="demo"></p>
</body>
</html>

MIME

Multipurpose Internet Mail Extensions 多用途互联网邮件扩展，对应文件 /etc/mime.types

MIME格式：major/minor

2.3 URI和URL

URL组成

<scheme>://<user>:<password>@<host>:<port>/<path>;<params>?<query>#<frag>

scheme:方案，访问服务器以获取资源时要使用哪种协议
user:用户，某些方案访问资源时需要的用户名
password:密码，用户对应的密码，中间用：分隔
Host:主机，资源宿主服务器的主机名或IP地址
port:端口,资源宿主服务器正在监听的端口号，很多方案有默认端口号
path:路径,服务器资源的本地名，由一个/将其与前面的URL组件分隔
params:参数，指定输入的参数，参数为名/值对，多个参数，用;分隔
query:查询，传递参数给程序，如数据库，用?分隔,多个查询用&分隔
frag:片段,一小片或一部分资源的名字，此组件在客户端使用，用#分隔

2.4 网站访问量

网站访问量的重要指标

IP(独立IP)：即Internet Protocol,指独立IP数。一天内来自相同客户机IP 地址只计算一次，记录远
程客户机IP地址的计算机访问网站的次数，是衡量网站流量的重要指标
PV(访问量)：即Page View, 页面浏览量或点击量，用户每次刷新即被计算一次，PV反映的是浏览
某网站的页面数，PV与来访者的数量成正比，PV并不是页面的来访者数量，而是网站被访问的页
面数量
UV(独立访客)：即Unique Visitor,访问网站的一台电脑为一个访客。一天内相同的客户端只被计算
一次。可以理解成访问某网站的电脑的数量。网站判断来访电脑的身份是通过cookies实现的。如
果更换了IP后但不清除cookies，再访问相同网站，该网站的统计中UV数是不变的
范例：

甲乙丙三人在同一台通过 ADSL 上网的电脑上（中间没有断网），分别访问 www.magedu.com 网站，并且
每人各浏览了2个页面，那么网站的流量统计是：
IP: 1 PV:6 UV：1
若三人都是ADSL重新拨号后,各浏览了2个页面，则
IP: 3 PV:6 UV：1

网站访问量

QPS：request per second，每秒请求数

QPS= PV * 页面衍生连接次数/ 统计时间（86400）
并发连接数 =QPS * http平均响应时间

峰值时间：每天80%的访问集中在20%的时间里，这20%时间为峰值时间

峰值时间每秒请求数(QPS)=( 总PV数 *页面衍生连接次数）*80% ) / ( 每天秒数 * 20% )

2.5 HTTP工作机制

web资源：一个网站不是由一个资源组成的，而是多个资源的集合

资源类型：

静态文件：无需服务端做出额外处理

文件后缀：.html, .txt, .jpg, .js, .css, .mp3, .avi (客户端浏览器可以直接看源码)

动态文件：服务端执行程序，返回执行的结果

文件后缀：.php, .jsp ,.asp （客户端浏览器看不到源码，而是服务器端的执行结果）

提高HTTP连接性能：

并行连接：通过多条TCP连接发起并发的HTTP请求
持久连接：keep-alive，重用TCP连接，以消除连接和关闭的时延,以事务个数和时间来决定是否关
闭连接
管道化连接：通过共享TCP连接发起并发的HTTP请求
复用的连接：交替传送请求和响应报文（实验阶段）

HTTP协议版本

http/0.9

1991，原型版本，功能简陋，只有一个命令GET。GET /index.html ,服务器只能回应HTML格式字符
串，不能回应别的格式

http/1.0

1996年5月，支持cache，MIME,method
不支持长连接，每此链接只能发送一个请求
支持POST命令和HEAD命令
头信息是 ASCII 码，后面数据可为任何格式。实现了数据的分类

http/1.1

1997年1月，引入了持久连接。对于同一个域名，大多数浏览器允许同时建立6个持久连接
引入了管道机制，即在同一个TCP连接里，客户端可以同时发送多个请求。
新增PUT、PATCH、OPTIONS、DELETE命令
队头堵塞：服务器按顺序处理请求，前面的请求处理的慢，后面的只能等待
HTTP 协议不带有状态，每次请求都必须附上所有信息。浪费带宽

优化技巧：两种方法，一是减少请求数，二是同时多开持久连接

合并脚本和样式表、将图片嵌入CSS代码、域名分片（domain sharding）等

HTTP1.0和HTTP1.1的区别

对header中缓存的判断不同：

在HTTP1.0中主要使用header里的If-Modified-Since,Expires来做为缓存判断的标准，HTTP1.1则引入了更多的缓存控制策略例如Entity tag，If-Unmodified-Since, If-Match, If-None-Match等更多可供选择的缓存头来控制缓存策略

http1.1相对于1.0优化了网络带宽的使用：

HTTP1.0中，存在一些浪费带宽的现象，例如：客户端只是需要某个对象的一部分，而服务器却将整个对象送过来了，并且不支持断点续传功能，HTTP1.1则在请求头引入了range头域，它允许只请求资源的某个部分，即返回码是206（Partial Content），方便了开发者自由的选择以便于充分利用带宽和连接。

错误通知的不同：

在HTTP1.1中新增24个状态响应码，如409（Conflict）表示请求的资源与资源当前状态冲突；410（Gone）表示服务器上的某个资源被永久性的删除

对Host头处理不同：

在HTTP1.0中认为每台服务器都绑定一个唯一的IP地址，因此，请求消息中的URL并没有传递主机名（hostname）。但随着虚拟主机技术的发展，在一台物理服务器上可以存在多个虚拟主机（Multi-homed Web Servers），并且它们共享一个IP地址。HTTP1.1的请求消息和响应消息都应支持Host头域，且请求消息中如果没有Host头域会报告一个错误（400 Bad Request）

HTTP1.0和1.1存在的问题

HTTP1.x在传输数据时，每次都需要重新建立连接，无疑增加了大量的延迟时间，特别是在移动端
更为突出
HTTP1.x在传输数据时，所有传输的内容都是明文，客户端和服务器端都无法验证对方的身份，无
法保证数据的安全性
HTTP1.x在使用时，header里携带的内容过大，增加了传输的成本，并且每次请求header基本不
怎么变化，尤其在移动端增加用户流量
虽然HTTP1.x支持了keep-alive，来弥补多次创建连接产生的延迟，但是keep-alive使用多了同样
会给服务端带来大量的性能压力，并且对于单个文件被不断请求的服务(例如图片存放网站)，
keep-alive可能会极大的影响性能，因为它在文件被请求之后还保持了不必要的连接很长时间

HTTP2.0

2015年，HTTP2.0是谷歌SPDY协议的升级版
头信息和数据体都是二进制，称为头信息帧和数据帧
复用TCP连接，避免了队头堵塞，在一个连接里，客户端和浏览器都可以同时发送多个请求或回应，且不用按顺序处理,此双向的实时通信称为多工（Multiplexing）
引入头信息压缩机制（header compression）,头信息使用gzip或compress压缩后再发送；客户
端和服务器同时维护一张头信息表，所有字段都会存入这个表，生成一个索引号，不发送同样字
段，只发送索引号，提高速度
HTTP/2 允许服务器未经请求，主动向客户端发送资源，即服务器推送（server push）