前言

计算机网络是我们工作中经常要打交道的东西，无论是浏览器与服务端通讯，或是通过ngnix进行转发通信，当然也是面试官最喜欢提问的一块知识点。所以我们必须对网络中部分知识点了如指掌，才能更好的应对工作中复杂的业务场景。

HTTP协议

问题频率：🌟🌟🌟🌟🌟

HTTP协议位于TCP/IP四层模型的应用层，是计算机网络中的重中之重，必须十分熟悉。

Q：什么是HTTP协议？有什么作用？

HTTP(Hyper Text Transfer Protocol)超文本传输协议，是一个控制点对点传输的规范协议。可以传输文本，但不局限于文字，可以是图片、视频、音频等多种格式。

Q：HTTP协议的特性？

• 简单快速：客户向服务器请求服务时，只需传送请求方法和路径。请求方法常用的有 GET、HEAD、POST。每种方法规定了客户与服务器联系的类型不同。由于 HTTP 协议简单，使得 HTTP 服务器的程序规模小，因而通信速度很快
• 灵活：HTTP 允许传输任意类型的数据对象。正在传输的类型由 Content-Type 加以标记。
• 无连接：无连接的含义是限制每次连接只处理一个请求。服务器处理完客户的请求，并收到客户的应答后，即断开连接。采用这种方式可以节省传输时间。
• 无状态：HTTP 协议是无状态协议。无状态是指协议对于事务处理没有记忆能力。缺少状态意味着如果后续处理需要前面的信息，则它必须重传，这样可能导致每次连接传送的数据量增大。另一方面，在服务器不需要先前信息时它的应答就较快。

Q：HTTP1.0、HTTP1.1、HTTP2.0区别？

这里需要分开讲解每个版本新增的特性。

HTTP1.0

• 文件格式不再局限于ASCII编码，不光是HTML还有JS、图片、音频和视频。
• 还引入HTTP请求头和响应头(accept-language,expires等)
• 同时也引入了状态码(200,300,400等)
• 为了减轻服务器压力，还引入了cache(缓存)机制
• 也新增了User-Agent(用户代理)请求头字段

User-Agent请求头有什么作用？主要是为了作为一个浏览器的标识，用来告诉服务器是用什么工具来请求的。比如说可以用来识别是否是爬虫工具，防止页面被爬取。

HTTP1.1

HTTP1.1是目前使用最广泛的协议，所以会更详细的进行介绍，也是需要重点掌握的。

改进持久链接

一个TCP链接可以传输多个HTTP请求，只要不断开链接，TCP会一直保持。持久链接是默认开启的(Connection:keep-alive)，如果想要关闭，在请求头加上Connection:close。对于同一域名，默认允许建立6个TCP链接，此时如果再想通信，必须等之前通信完成(队头阻塞)。

Q：有哪些优缺点？

优点：持久链接不需要每次传输完成就断开，减少请求时间。对于频繁请求是适合长链接的。
缺点：对于服务端来说，如果每个链接都需要长连接那么一旦用户量巨大，那么服务器是扛不住的。所以需要选择性的使用长连接，一旦用户长时间不操作就要主动的去关闭链接。

不成熟的管线化

试图用管线化的技术来解决对头阻塞的问题，但因为各种原因，被厂商放弃了。并且只有幂等请求才支持管线化。

Q：什么是管线化？

在上一次请求等待响应的同时，发送下一个请求。只不过服务端还是按照发送请求的顺序处理，客户端还是按照发送请求的顺序接受(先进先出的队列)。

Q：什么是队头阻塞？

如果上一个请求非常耗时，下一个请求必须等待。

Q：什么是幂等请求？

无论请求多少次都会存在相同请求结果的请求都是幂等请求。比如GET、DELETE、HEAD、OPTIONS。不是幂等请求有POST、PATCH。

Q：为什么一定要是幂等才支持管线化？

因为幂等请求不要求到达顺序，可以每次都不一样但是返回的结果都会相同。如果不是幂等那么返回结果会跟请求次序有关。

增加对虚拟主机的支持

每个虚拟主机都有自己的域名，这些单独的域名共用一个IP地址。请求头中增加了Host字段，表示当前域名的地址。

增加对动态生成内容的支持

1.0需要在响应头中增加Content-Length来标识数据的大小。

随着服务器端的发展、很多页面的内容是动态生成的，传输数据并不知道最终的数据大小。导致双方传输时，不知道何时会接受完成数据。

1.1引入了分块传输来解决。服务器将数据分割成若干个大小不同的数据块。每个数据块头部会附上下一个数据块的长度，正文是实际内容。最后使用一个长度为0的数据块标识完成。

使用Transfer-Encoding：chunked这个字段。

HTTP2.0

多路复用

一个域名只使用一个 TCP 长连接和消除队头阻塞问题。通过引入二进制帧层，实现了 HTTP 的多路复用技术。二进制帧层，是一个基于传输层和应用层之间的分层。

2.0中引入了新的编码机制，所有传输的数据都会被分割，采用二进制编码。

帧(frame)和流(stream)是非常重要的概念。

帧是最小的数据单位，每个帧会标识属于哪个流。流由多个帧组成数据流。

一个TCP链接中可以存在多条流，也就是说可以发送多个请求。然后对端可以根据帧的标识知道属于哪个请求。通过这个技术可以避免队头阻塞。

Header压缩

使用HPACK压缩格式对传输的header进行编码，减少了header的大小。并在两端维护了索引表，用于记录出现过的header，后面在传输过程就可以传输记录过的header键名。

HPACK压缩

静态索引表：提前定义好的固定的几十个值，当遇到不在静态表中的会加入到动态表。
动态索引表：动态表是一个先进先出的队列维护有限空间的表，里面同样维护的是与头部对应的索引。每个动态表只针对一个连接，下次同名的值就可能会在找到索引并替换掉头部。

服务端PUSH

在HTTP/2中，服务端可以在客户端某个请求后，主动推送其他资源。用于提升首屏加载速度。浏览器有权选择是否接受。浏览器发送RST_STREAM帧可以选择拒收。

设置请求的优先级

让某些重要的数据优先被服务器处理并返回。

三种设置方式：

• 父级数据流(Parent Stream)：这个数据流是一个“依赖”资源或者应该在之后被传递的数据流。有一个所有数据流共享的虚拟root stream 0。
• 权重(Weight)：1到256之间的数字，用于标识在多个数据流共享连接时分配给此数据流的带宽量。带宽是相对于所有其他活动的数据流的权重分配的，而不是绝对值。
• 独占位(Exclusive bit)：一个标志，表示应该在不与任何其他数据流共享带宽的情况下下载