[HTTP协议]入门篇

http的前世今生

1. 史前时期

• 20世纪60年代，美国国防部高等研究计划署ARPA建立ARPA网，四个分布在各地的节点
• 20世纪70年代，TCP/IP协议产生并流行

2. 创世纪

1989年，Tim Berners-Lee在论文中提出3个关键技术——URI、HTML、HTTP，http诞生

3. 从产生到发展

a. 20世纪90年代初，HTTP/0.9，结构简单，纯文本，只允许[GET]操作，响应后关闭连接
b. 1996年，HTTP/1.0形式上和现在的HTTP差距不大，但只是参考文档，当时意义不大。RFC 1945

• 增加了HEAD、POST等新方法
• 增加响应状态码，标记可能的错误原因
• 引入了协议版本号概念
• 引入了http Header的概念
• 传输的数据不再仅限于文本

c. 1995年的"浏览器大战”结束后，99年HTTP/1.1发布RFC 2616，小幅修改，但是“正式的标准”。目前主力

• 增加了PUT、DELETE等新方法
• 增加了缓存管理和控制
• 明确了连接管理、允许持久连接
• 允许响应数据分块chunked，利于传输大文件
• 强制要求Host头，让互联网主机托管成为可能

d. 2015年，基于Google的SPDY协议的HTTP/2.0诞生，目前普及率较低RFC 7540

• 二进制协议，不再是纯文本【安全】
• 可发起多个请求，废弃了1.1的管道【宽带】
• 使用专用算法压缩头部，减少数据传输量【宽带】
• 允许服务器主动向客户端推送数据【移动】
• 增加了安全性，“事实上”要求加密通信【安全】

e. 未来的发展方向，基于Google的QUIC协议的HTTP/3.0

HTTP是什么

HTTP(HyperText Transfer Protocol)：超文本传输协议
1. 协议：
a. 两个及以上参与者【协】
b. 对参与者的一种行为约定和规范【议】

2. 传输协议：
a. HTTP协议是一个“双向协议”——请求方&&响应方/应答方
b. 数据传输允许中间“中转”或“接力”

3. 超文本：

• 文本：简单的字符文字 -->图片、音频、视频、甚至是压缩包
• 超文本：文字、图片、音频等的混合体，含有“超链接”，能够实现跳转，复杂的非线性、网状的结构关系

HTTP：一个在计算机世界里，专门在两点之间传输文字、图片、音频、视频等超文本数据的约定和规范

• HTTP不存在“单独的实体”，与应用程序、操作系统、Web服务器密切相关，在他们之前的通信过程中动态存在
• Internet上的协议：http/https/ftp/smtp/pop3等
• HTTP != HTML
• HTTP通常跑在TCP/IP协议栈上，依靠IP协议实现寻址和路由、TCP协议实现可靠数据传输、DSN协议实现域名查找、SSL/TLS协议实现安全通信。此外，WebSocket、HTTPDNS等协议一栏与HTTP。

与HTTP相关的各种概念

1. 网络世界

• 局域网 / 广域网 / 因特网 [FTP/BT/IMAP-POP3/MagNet] / 万维网[www]
• 万维网——基于HTTP协议，传输HTML等超文本资源
• 互联网：90%被万维网/HTTP协议覆盖；
• 互联网还包括常用的电子邮件、BT 和 Magnet 点对点下载、FTP 文件下载、SSH 安全登录、各种即时通信服务等等，它们需要用各自的专有协议来访问。

2. 浏览器

• Web Browser：检索、查看互联网上网页资源的应用程序
• 本质上是HTTP协议中的请求方，获取资源
• 在HTTP协议中，为User Agent，作为访问者的代理发起HTTP请求。客户端

3. Web服务器

• web Server：HTTP协议中响应请求的主体，把控着绝大多数网络资源
• 软件 && 硬件
• Apache[老牌，功能完善、相关资料多、学习门槛低] && Nginx[后起之秀，高性能、高稳定、易扩展]

4. CDN

• Conetnt Delivery network：内容分发网络
• 应用HTTP协议的缓存和代理技术，代替源站响应客户端请求
• 缓存源站数据，在“半路”获取响应，大幅度缩短响应时间

5. 爬虫

• Crawler：可自动访问Web资源的应用程序
• 爬虫的数据大都由各大搜索引擎放出来的，抓取网页存入庞大的数据库，再建立关键字索引，在搜索引擎中快速搜索互联网角落里的页面
• 过度消耗网络资源，占用服务器和带宽，影响网站对真实数据的分析，甚至导致敏感信息的泄露
• “爬虫”与“反爬虫”用到的基本技术：HTTP、HTML

6. HTML / WebService/WAF

• HTML：HTTP协议传输的主要内容之一
• Web Service：基于Web的服务架构技术，运行于内网或外网
• WAF：网络应用防火墙，专门监测HTTP流量

与HTTP相关的技术

1. TCP/IP

• 一系列网络通信协议的统称：核心是TCP和IP协议，其余还有UDP、ICMP、ARP等，构成协议栈
• 协议栈：应用层<- 传输层TCP <- 网际层IP <- 链路层
• IP：Internet Protocol主要解决寻址和路由问题，以及如何在两点间传送数据包
• TCP：Transmission Control Protocol位于IP协议之上，基于IP协议提供可靠地字节流形式的通信
• 可靠——保证数据不丢失；字节流——保证数据完整性
• HTTP over TCP/IP

2. DNS

• Domain Name System：用有意义的名字作为IP地址的等价替代
• DNS中Domain Name又称为Host，更好地标记不同国家或组织的主机，设计有层次的结构
• 域名解析：HTTP使用TCP/IP协议通信，需要使用IP协议，所以需要把域名做一个转换，映射到他的真实地址
• 为了方便访问互联网上的Web服务器，通常会使用DNS来定位或标记主机名

3. URI/URL

• 定位主机上众多的文本、图片、页面
• Uniform Resource Identifier：统一资源标识符，唯一标识互联网资源
• Uniform Resource Locator：统一资源定位符 => 网址
• URI的三个基本构成部分：

https://mp.youkuaiyun.com/mdeditor/95049262

a. 协议名protocol：访问资源应当使用的协议。'http'
b. 主机名host：互联网上主机的标记，可以是域名或IP地址。'mp.youkuaiyun.com'
c. 路径path：资源在主机上的位置，使用'/'分隔多级目录。'/mdeditor/95049262'

4. HTTPS

• HTTP over SSL/TSL：加密通信
• Secure Socket Layer发展到3.0时被更名为Transport Layer Security

5. 代理
Proxy：请求方和响应方的中转站，既可转发客户端的请求，又可转发响应方的应答

• 负载均衡：将访问请求均匀分散到多台机器，实现访问集群化
• 内容缓存：暂存上下行数据，减轻后端压力
• 安全防护：匿名IP，使用WAF等工具抵御网络攻击，保护被代理的机器
• 数据处理：提供压缩、加密等额外的功能

TCP/IP协议栈

1. TCP/IP 网络分层模型

• Link Layer：在以太网、WIFI等底层网络发送原始数据包。使用MAC地址标记网络设备。“帧frame”
• Internet Layer：在链路层基础上，用IP地址代替Mac地址连接众多局域网、广域网。“包package”
• Transport Layer：保证两点之间可靠传输。TCP/UDP[无连接，分散小数据包，顺序发乱序收]。“段segment”
• Application Layer：面向具体应用的协议。eg：telnet、SSH、FTP、SMTP等。HTTP的传输单位是"消息或报文message"

2. OSI网络分层模型

• Physicql Layer：物理层，网络的物理形式——电缆、网卡、光纤、集线器等 【无对应】
• Data Link Layer：数据链路层 【== TCP/IP中Link Layer】
• Network Layer：网络层 【== TCP/IP中Internet Layer】
• Transport Layer：传输层 【== TCP/IP中Transport Layer】
• Session Layer：会话层，维护网络中的连接状态，保持会话和同步【属于 TCP/IP中Application Layer】
• Presentation Layer：表示层，把数据转换为合适、可理解的语义或语法 【属于 TCP/IP中Application Layer】
• Application Layer：应用层 【属于 TCP/IP中Application Layer】

域名解析过程：
浏览器缓存 -> 操作系统dns cache -> etc/hosts文件 -> 非权威域名服务器 -> 根域名服务器 -> 顶级域名服务器 -> 二级域名服务器 -> 权威域名服务器。