这是我参与「第四届青训营」笔记创作活动的第2天。

什么是HTTP？

HTTP（HyperText Transfer Protocol：超文本传输协议）是一种用于分布式、协作式和超媒体信息系统的应用层协议。简单来说就是一种发布和接收 HTML 页面的方法，被用于在 Web 浏览器和网站服务器之间传递信息。

原理

我们在浏览器中输入网址然后跳转到对应网页的过程中都发生了什么事情呢？

用户输入
浏览器处理用户输入的信息
浏览器内核发起请求，经过服务器
读取响应
浏览器渲染
用户得到想要的页面

每个http请求都会分成 请求 和 响应 两部分

都是无状态协议

协议分析

发展历程及结构

HTTP/0.9

最初版本的 HTTP 协议并没有版本号，后来它的版本号被定位在 0.9 以区分后来的版本。 HTTP/0.9 极其简单：请求由单行指令构成，以唯一可用方法[GET]开头，其后跟目标资源的路径（一旦连接到服务器，协议、服务器、端口号这些都不是必须的）

GET / index.html

协议规定服务器只能回应HTML格式的字符串

<HTML>
    <body>This is a demo</body>
</HTML>

HTTP/1.1

消息格式

客户端发送一个HTTP请求到服务器的请求消息包括以下格式：请求行（request line）、请求头部（header）、空行和请求数据四个部分组成

消息格式.png

HTTP响应也由四个部分组成，分别是：状态行、消息报头、空行和响应正文。

响应格式.jpg

客户端请求

GET / hello.txt HTTP/1.1
User-Agent: curl/7.16.3 libcurl/7.16.3 OpenSSL/0.9.7l zlib/1.2.3
Host: www.example.com
Accept-Language: en, mi

服务器响应

HTTP/1.1 200 OK
Date: Mon, 27 Jul 2009 12:28:53 GMT
Server: Apache
Last-Modified: Wed, 22 Jul 2009 19:15:56 GMT
ETag: "34aa387-d-1568eb00"
Accept-Ranges: bytes
Content-Length: 51
Vary: Accept-Encoding
Content-Type: text/plain

HTTP/1.1 消除了大量歧义内容并引入了多项改进：

连接可以复用，节省了多次打开 TCP 连接加载网页文档资源的时间。
增加管线化技术，允许在第一个应答被完全发送之前就发送第二个请求，以降低通信延迟。
支持响应分块。
引入额外的缓存控制机制。
引入内容协商机制，包括语言，编码，类型等，并允许客户端和服务器之间约定以最合适的内容进行交换。
凭借Host头，能够使不同域名配置在同一个 IP 地址的服务器上。

HTTP/2

更快、更稳定、更简单

二进制协议

HTTP/1.1 版的头信息肯定是文本（ASCII编码），数据体可以是文本，也可以是二进制。HTTP/2 则是一个彻底的二进制协议，头信息和数据体都是二进制，并且统称为"帧"（frame）：头信息帧和数据帧。

二进制协议的一个好处是，可以定义额外的帧。HTTP/2 定义了近十种帧，为将来的高级应用打好了基础。如果使用文本实现这种功能，解析数据将会变得非常麻烦，二进制解析则方便得多。

多工

HTTP/2 复用TCP连接，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，而且不用按照顺序一一对应，这样就避免了"队头堵塞"。

举例来说，在一个TCP连接里面，服务器同时收到了A请求和B请求，于是先回应A请求，结果发现处理过程非常耗时，于是就发送A请求已经处理好的部分，接着回应B请求，完成后，再发送A请求剩下的部分。

这样双向的、实时的通信，就叫做多工（Multiplexing）。

数据流

因为 HTTP/2 的数据包是不按顺序发送的，同一个连接里面连续的数据包，可能属于不同的回应。因此，必须要对数据包做标记，指出它属于哪个回应。

HTTP/2 将每个请求或回应的所有数据包，称为一个数据流（stream）。每个数据流都有一个独一无二的编号。数据包发送的时候，都必须标记数据流ID，用来区分它属于哪个数据流。另外还规定，客户端发出的数据流，ID一律为奇数，服务器发出的，ID为偶数。

数据流发送到一半的时候，客户端和服务器都可以发送信号（RST_STREAM帧），取消这个数据流。1.1版取消数据流的唯一方法，就是关闭TCP连接。这就是说，HTTP/2 可以取消某一次请求，同时保证TCP连接还打开着，可以被其他请求使用。

客户端还可以指定数据流的优先级。优先级越高，服务器就会越早回应。

头信息压缩

HTTP 协议不带有状态，每次请求都必须附上所有信息。所以，请求的很多字段都是重复的，比如Cookie和User Agent，一模一样的内容，每次请求都必须附带，这会浪费很多带宽，也影响速度。

HTTP/2 对这一点做了优化，引入了头信息压缩机制（header compression）。一方面，头信息使用gzip或compress压缩后再发送；另一方面，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，以后就不发送同样字段了，只发送索引号，这样就提高速度了。

服务器推送

HTTP/2 允许服务器未经请求，主动向客户端发送资源，这叫做服务器推送（server push）。

常见场景是客户端请求一个网页，这个网页里面包含很多静态资源。正常情况下，客户端必须收到网页后，解析HTML源码，发现有静态资源，再发出静态资源请求。其实，服务器可以预期到客户端请求网页后，很可能会再请求静态资源，所以就主动把这些静态资源随着网页一起发给客户端了。

状态码

当浏览者访问一个网页时，浏览者的浏览器会向网页所在服务器发出请求。当浏览器接收并显示网页前，此网页所在的服务器会返回一个包含 HTTP 状态码的信息头（server header）用以响应浏览器的请求。

HTTP 状态码的英文为 HTTP Status Code。

分类	分类描述
1**	信息，服务器收到请求，需要请求者继续执行操作
2**	成功，操作被成功接收并处理
3**	重定向，需要进一步的操作以完成请求
4**	客户端错误，请求包含语法错误或无法完成请求
5**	服务器错误，服务器在处理请求的过程中发生了错误

常见状态码：

200 - 请求成功
301 - 资源（网页等）被永久转移到其它URL
302 - 临时跳转
401 Unauthorized - 请求未经授权
404 - 请求的资源（网页等）不存在
500 - 内部服务器错误
504 Gateway Timeout - 网关或代理的服务器在规定时间内获得想要的响应

HTTPS

HTTPS（Hypertext Transfer Protocol Secure：超文本传输安全协议）是一种透过计算机网络进行安全通信的传输协议。HTTPS 经由 HTTP 进行通信，但利用 SSL/TLS 来加密数据包。HTTPS 开发的主要目的，是提供对网站服务器的身份认证，保护交换数据的隐私与完整性。

对称加密：加密个解密使用的是同一个秘钥
非对称加密：加密和解密需要使用两个不同的密钥：公钥（public key）、私钥（private key）

HTTP相关知识 | 青训营笔记