HTTP协议介绍一

云游者
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HTTP背景介绍

1989年，蒂姆·伯纳斯 - 李（Tim Berners-Lee）发表了一篇论文，提出了在互联网上构建超链接文档系统的构想。这篇论文中他确定了三项关键技术。

  1. URI: 即统一资源标识符，作为互联网上资源的唯一身份
  2. HTML: 即超文本标记语言，描述超文本文档
  3. HTTP: 即超文本传输协议，用来传输超文本 这三项技术为超文本系统完美运行在互联网上奠定了基础。所以在这一年，也是HTTP诞生年，从此开启了它伟大的征途。
  • HTTP/0.9: 结构简单，为了便于服务器和客户端处理，它采用了纯文本格式，所以只允许用GET动作从服务器获取HTML文档，在响应请求后立即关闭连接。
  • HTTP/1.0: 在1996年正式发布，它在多方面增强了0.9版，如下：
    1. 增加了HEAD、POST等新方法
    2. 增加了响应状态码、标记可能的错误原因
    3. 引入了协议版本号概念
    4. 引入了HTTP Header的概念，让处理请求和响应更加灵活
    5. 传输的数据不再仅限于文本
  • HTTP/1.1: 主要变更点有：
    1. 增加了PUT、DELETE等新方法
    2. 增加了缓存管理和控制
    3. 明确了连接管理、允许持久连接
    4. 允许响应数据分块，利于传输大文件
    5. 强制要求Host头，让互联网主机托管成为可能
  • HTTP/2: 充分考虑了互联网的现状，宽带，移动，不安全，在高度兼容HTTP/1.1的同时在性能改善方面做了很大努力，主要特点：
    1. 二进制协议，不再是纯文本
    2. 可发起多个请求，废弃了1.1里的管道
    3. 使用专用算法压缩头部，减少数据传输量
    4. 允许服务期主动向客户端推送数据
    5. 增强了安全性，要求加密通信
  • HTTP/3: HTTP over QUIC, 基于UDP的低时延的互联网传输层协议。

HTTP相关概念

HTTP是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。 下面介绍一下与HTTP相关的概念

  • 网络世界：互联网里面存储着无穷无尽的信息资源，通常我们所说的上网，实际上访问的只是互联网的一个子集“万维网”（World Wide Web)，它基于HTTP协议，传输HTML等超文本资源，能力也就被限制在HTTP协议之内。互联网还有许多万维网之外的资源，例如常用的电子邮件，BT和Magnet点对点下载，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。
  • 浏览器：本质上是一个HTTP协议的请求方，使用HTTP协议获取网络上的资源。为了让用户更好地检索查看网页，它还集成了很多额外的功能。
  • Web服务器： 它是HTTP协议里响应请求的主体，通常也把控着绝大多数的网络资源，在网络世界里处于强势地位。
  • CDN: 内容分发网络。它应用了HTTP协议里的缓存和代理技术，代替源站响应客户端的请求。
  • 爬虫：HTTP协议并没有规定用户代理后面必须是“真正的人类”，它也完全可以是“机器人”，这些机器人的正式名称就叫做“爬虫”，实际上是一种可以自动访问Web资源的应用程序。
  • HTML: 是HTTP协议传输的主要内容之一，它描述了超文本页面，用各种标签定义文字，图片等资源和排版布局，最终由浏览器渲染出可视化页面。
  • Web Service: 是一种W3C定义的应用服务开发规范，使用client-server主从架构，通常使用WSDL定义服务接口，使用HTTP协议传输XML或SOAP消息，它是一个基于Web的服务架构技术，既可以运行在内网，也可以在适当保护后运行在外网。
  • WAF: 与硬件防火墙类似，它是应用层面的防火墙，专门检测HTTP流量，是防护Web应用的安全技术。

HTTP相关协议

TCP/IP协议实际上是一系列网络通信协议的统称，最核心的两个协议TCP和IP,还有UDP,ICMP,ARP等，共同构成。TCP属于传输层，IP属于网际层。

  • IP协议：主要目的是解决寻址和路由问题，以及如何在两点间传送数据包。
  • TCP协议：它位于IP协议之上，基于IP协议提供可靠的，字节流形式的通信，是HTTP协议得以实现的基础。
  • DNS: 域名系统，用有意义的名字来作为IP地址的等价替代。
  • URI/URL: URI统一资源标识符，使用它就能够唯一地标记互联网上资源。URI另一个更常用的表现形式是URL统一资源定位符，也就是我们俗称的网址。URI一般由三部分构成：协议名(http)+主机名（域名或ip地址）+ 路径
  • HTTPS: HTTP over SSL/TLS, 相当于HTTP + SSL/TLS + TCP/IP, SSL/TLS是一个负责加密通信的安全协议，建立在TCP/IP之上，是一个可靠的传输协议，可以被用作HTTP的下层。
  • 代理：是HTTP协议中请求方和应答方中间的一个环节，作为中转站，既可以转发客户端的请求，也可以转发服务器的应答。常见代理：
    1. 匿名代理：完全隐匿了被代理的机器，外界看到的只是代理服务器
    2. 透明代理：它在传输过程中是透明开放的，外界既知道代理，也知道客户端
    3. 正向代理：靠近客户端，代表客户端向服务器发送请求
    4. 反向代理：靠近服务端，代表服务器响应客户端的请求

HTTP域名

域名是一个有层次的结构，是一串用“.”分隔的多个单词，最右边是“顶级域名”，然后是“二级域名”，层级关系向左依次降低。比如：juejin.cn/ 这里的“cn”就是顶级域名，“juejin”是主机名

像IP地址必须转换成MAC地址才能访问主机一样，域名也必须要转换成IP地址，这个过程是域名解析。每天网络上的发生的HTTP流量是个天文数字，这些请求绝大多数都是基于域名来访问网站的，所以DNS就成了互联网的重要基础设施，必须要保证域名解析稳定可靠，快速高效。

DNS的核心系统是一个三层的树状，分布式服务，基本对应域名的结构：

  1. 根域名服务器：管理顶级域名服务器，返回com,net,cn等顶级域名服务器的IP地址
  2. 顶级域名服务器：管理各自域名下的权威域名服务器，比如apple.com服务器的IP地址
  3. 权威域名服务器：管理自己域名下主机的IP地址，www.apple.com 服务器的IP地址

为了减轻核心DNS服务器域名解析的压力，并且能够更快的获取结果，可以使用缓存。整体架构如下：

image.png 基于域名查找IP的顺序如下：

  1. 查询浏览器本身的缓存
  2. 查询操作系统的缓存
  3. 查询hosts文件
  4. 非权威域名服务器
  5. 根域名服务器
  6. 顶级域名服务器
  7. 二级域名服务器
  8. 权威域名服务器
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