这是我参与「第四届青训营 」笔记创作活动的第6天

1. HTTP协议简介

超文本传输协议（Hyper Text Transfer Protocol，HTTP）是一个简单的请求-响应协议，它通常运行在TCP之上。它指定了客户端可能发送给服务器什么样的消息以及得到什么样的响应。请求和响应消息的头以ASCII形式给出；而消息内容则具有一个类似MIME的格式。这个简单模型是早期Web成功的有功之臣，因为它使开发和部署非常地直截了当。

2. HTTP协议的基本结构与发展历程

0.9

0.9协议是适用于各种数据信息的简洁快速协议，但是远不能满足日益发展的各种应用的需要。0.9协议就是一个交换信息的无序协议，仅仅限于文字。由于无法进行内容的协商，在双发的握手和协议中，并有规定双发的内容是什么，也就是图片是无法显示和处理的。 

1.0

到了1.0协议阶段，也就是在1982年，Tim Berners-Lee提出了HTTP/1.0。在此后的不断丰富和发展中，HTTP/1.0成为最重要的面向事务的应用层协议。该协议对每一次请求/响应建立并拆除一次连接。其特点是简单、易于管理，所以它符合了大家的需要，得到了广泛的应用。

1.1

在1.0协议中，双方规定了连接方式和连接类型，这已经极大扩展了HTTP的领域，但对于互联网最重要的速度和效率，并没有太多的考虑。毕竟，作为协议的制定者，当时也没有想到HTTP会有那么快的普及速度。  关于HTTP1.1协议的具体内容可以参考RFC 2616。

2.0

HTTP2.0的前身是HTTP1.0和HTTP1.1。虽然之前仅仅只有两个版本，但这两个版本所包含的协议规范之庞大，足以让任何一个有经验的工程师为之头疼。网络协议新版本并不会马上取代旧版本。实际上，1.0和1.1在之后很长的一段时间内一直并存，这是由于网络基础设施更新缓慢所决定的。

关于HTTP2.0协议的具体内容可以参考RFC 7540。

3. 常见场景中的HTTP协议应用

HTTP诞生之初主要是应用于WEB端内容获取，那时候内容还不像现在这样丰富，排版也没那么精美，用户交互的场景几乎没有。对于这种简单的获取网页内容的场景，HTTP表现得还算不错。但随着互联网的发展和WEB2.0的诞生，更多的内容开始被展示（更多的图片文件），排版变得更精美（更多的CSS），更复杂的交互也被引入（更多的JS）。用户打开一个网站首页所加载的数据总量和请求的个数也在不断增加。

今天绝大部分的门户网站首页大小都会超过2M，请求数量可以多达100个。另一个广泛的应用是在移动互联网的客户端app，不同性质的app对HTTP的使用差异很大。对于电商类app，加载首页的请求也可能多达10多个。对于微信这类IM，HTTP请求可能仅限于语音和图片文件的下载，请求出现的频率并不算高。

4. 工作原理

HTTP是基于客户/服务器模式，且面向连接的。典型的HTTP事务处理有如下的过程： [7] 

（1）客户与服务器建立连接；

（2）客户向服务器提出请求；

（3）服务器接受请求，并根据请求返回相应的文件作为应答；

（4）客户与服务器关闭连接。

客户与服务器之间的HTTP连接是一种一次性连接，它限制每次连接只处理一个请求，当服务器返回本次请求的应答后便立即关闭连接，下次请求再重新建立连接。这种一次性连接主要考虑到WWW服务器面向的是Internet中成千上万个用户，且只能提供有限个连接，故服务器不会让一个连接处于等待状态，及时地释放连接可以大大提高服务器的执行效率。

HTTP是一种无状态协议，即服务器不保留与客户交易时的任何状态。这就大大减轻了服务器记忆负担，从而保持较快的响应速度。HTTP是一种面向对象的协议。允许传送任意类型的数据对象。它通过数据类型和长度来标识所传送的数据内容和大小，并允许对数据进行压缩传送。当用户在一个HTML文档中定义了一个超文本链后，浏览器将通过TCP/IP协议与指定的服务器建立连接。

HTTP支持持久连接，在HTTP / 0.9和1.0中，连接在单个请求/响应对之后关闭。在HTTP / 1.1中，引入了保持活动机制，其中连接可以重用于多个请求。这样的持久性连接可以明显减少请求延迟，因为在发送第一个请求之后，客户端不需要重新协商TCP 3-Way-Handshake连接。另一个积极的副作用是，通常，由于TCP的缓慢启动机制，连接随着时间的推移而变得更快。

该协议的1.1版还对HTTP / 1.0进行了带宽优化改进。例如，HTTP / 1.1引入了分块传输编码，以允许流传输而不是缓冲持久连接上的内容。HTTP流水线进一步减少了延迟时间，允许客户端在等待每个响应之前发送多个请求。协议的另一项附加功能是字节服务，即服务器仅传输客户端明确请求的资源部分。

5. 知识扩展，了解更多网络通信协议

• TCP/IP协议

TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol,传输控制协议/网际协议） 协议具有很强的灵活性，支持任意规模的网络，几乎可连接所有服务器和工作站。在使用TCP/IP协议时需要进行复杂的设置，每个结点至少需要一个“IP地址”、一个“子网掩码”、一个“默认网关”、一个“主机名”，对于一些初学者来说使用不太方便。

• IPX/SPX及其兼容协议

IPX/SPX（Internetwork Packet Exchange/Sequences Packet Exchange，网际包交换/顺序包交换）是Novell公司的通信协议集。IPX/SPX具有强大的路由功能，适合于大型网络使用。当用户端接入NetWare服务器时，IPX/SPX及其兼容协议是最好的选择。但在非Novell网络环境中，IPX/SPX一般不使用。

• NetBEUI协议

NetBEUI（NetBios Enhanced User Interface ， NetBios增强用户接口）协议是一种短小精悍、通信效率高的广播型协议，安装后不需要进行设置，特别适合于在“网络邻居”传送数据。