这是我参与「第五届青训营」笔记创作活动的第10天。

前些天把html，css，js前端三件套进行了系统学习，今天主要就HTTP一网络协议进行学习。

HTTP概述

Web的应用层协议是超文本传输协议(Hypertext Transfer Protocol，HTTP)，是一种能够获取如 HTML 这样的网络资源的 protocol(通讯协议)。

它是 Web 的核心。HTTP 由两个程序实现：一个客户端程序和一个服务端程序。两个程序运行在不同的端系统中，通过 HTTP 报文进行会话。

它是在 Web 上进行数据交换的基础，是一种 client-server 协议，也就是说，请求通常是由像浏览器这样的接受方发起的。一个完整的 Web 文档通常是由不同的子文档拼接而成的，像是文本、布局描述、图片、视频、脚本等等。

它定义了 Web 客户向 Web 服务器请求 Web 页面的方式，以及服务器向客户传送 Web 页面的方式。

由像浏览器这样的客户端发出的消息叫做请求（request），被服务端响应的消息叫做响应（response）。

HTTP 使用 TCP 作为它的支撑运输协议（而不是在UDP上运行），或者是 TLS——加密的 TCP 连接来发送，理论上任何可靠的传输协议都可以使用。因为其良好的扩展性，时至今日，它不仅被用来传输超文本文档，还用来传输图片、视频或者向服务器发送如 HTML 表单这样的信息。HTTP 还可以根据网页需求，仅获取部分 Web 文档内容更新网页。

HTTP的组件系统

HTTP协议是一个client-server 协议：请求通过一个实体发出，实体被称为用户代理，其中用户代理可以是浏览器，爬虫等。

每一个发送到服务器的请求，都会被服务器处理并返回一个消息，也就是response。其中，在请求和响应之间还可以有许许多多的代理实体，它们可以是网关，cache等。

客户端 user-agent

user-agent是指能够为用户发起行为的工具（一般由浏览器扮演），浏览器来负责发送 HTTP 请求，并进一步解析 HTTP 返回的消息，以向用户提供明确的响应。

Web服务端

Web Server 来服务并提供客户端所请求的文档。Server只是一个虚拟的概念，它可以是一组服务器组成的计算机集群，可以是一个复杂的软件，也可以是其他的计算机。

Server 不一定是一台机器，但一个机器上可以装载的众多 Servers。

代理 Proxy

在浏览器和服务器之间，有许多计算机和其他设备转发了 HTTP 消息。由于 Web 栈层次结构的原因，它们大多都出现在传输层、网络层和物理层上，对于 HTTP 应用层而言就是透明的，虽然它们可能会对应用层性能有重要影响。还有一部分是表现在应用层上的，被称为代理（Proxy）。

代理的作用：

缓存
过滤
负载均衡
认证
日志记录

HTTP的基本性质

HTTP是简单的。HTTP 报文能够被人读懂，还允许简单测试，降低了门槛，对新人很友好。
HTTP是可扩展的。对于 HTTP 标头(header) 而言，只要服务端和客户端就新标头达成语义一致，新功能就可以被轻松加入进来。
HTTP是无状态的。HTTP服务器并不保存关于用户的任何信息，在同一个连接中，两个执行成功的请求之间是没有关系的。注意，HTTP 本质是无状态的，使用 Cookie 可以创建有状态的会话。
引入了流水线和持续连接的概念。在相同的客户与服务器之间，后续的请求和响应报文能够通过相同的连接进行传送。HTTP默认使用带流水线的持续连接。

当 HTTP 流水线启动时，后续请求都可以不用等待第一个请求的成功响应就被发送。然而 HTTP 流水线已被证明很难在现有的网络中实现，因为现有网络中有很多老旧的软件与现代版本的软件共存。

非持续连接：每个请求/响应对是经过一个单独的TCP连接发送；
持续连接：所有的请求及其相应经过相同的TCP连接发送。

HTTP流

当客户想要和服务端进行信息交互时（服务端可以是最终服务器，也可以是一个中间代理），具体有以下几步：

打开一个 TCP 连接：TCP 连接被用来发送一条或多条请求，以及接受响应消息。客户端可能打开一条新的连接，或重用一个已经存在的连接，或者也可能开几个新的 TCP 连接连向服务端。
发送一个 HTTP 报文：HTTP 报文（在 HTTP/2 之前）是语义可读的。在 HTTP/2 中，这些简单的消息被封装在了帧中，这使得报文不能被直接读取，但是原理仍是相同的。

GET / HTTP/1.1
Host: developer.mozilla.org
Accept-Language: fr

读取服务端返回的报文信息。

HTTP/1.1 200 OK
Date: Sat, 09 Oct 2010 14:28:02 GMT
Server: Apache
Last-Modified: Tue, 01 Dec 2009 20:18:22 GMT
ETag: "51142bc1-7449-479b075b2891b"
Accept-Ranges: bytes
Content-Length: 29769
Content-Type: text/html

<!DOCTYPE html... (here comes the 29769 bytes of the requested web page)

关闭连接或者为后续请求重用连接。

HTTP报文

有两种 HTTP 报文的类型，请求与响应，每种都有其特定的格式。

请求

HTTP请求报文的第一行叫作请求行，其后继的行叫作首部行。

请求行有三个字段：方法字段，URL字段和HTTP版本字段。

一个 HTTP 的请求方法，经常是由一个动词像 GET、POST 或者一个名词像 OPTIONS、HEAD 来定义客户端的动作行为。通常客户端的操作都是获取资源（GET 方法）或者发送 HTML 表单（POST 方法），虽然在一些情况下也会有其他操作。
要获取的资源的路径，通常是上下文中就很明显的元素资源的 URL，它没有 protocol（http://），domain（developer.mozilla.org），或是 TCP 的 port (en-US)（HTTP 一般在 80 端口）。
HTTP 协议版本号。
首部行Host：一般用来指明对象所在的主机。
User-agent：用来指明用户代理，即向服务器发送请求的浏览器类型。
Accept-language：表示用户想要得到该对象的语言版本。

响应

响应报文有三部分组成：1个初始状态行，6个首部行，实体体。

状态行有3个字段：协议版本字段，状态码和相应状态信息。

HTTP 协议版本号。
一个状态码（状态码（status code）），来告知对应请求执行成功或失败，以及失败的原因。
一个状态信息，这个信息是非权威的状态码描述信息，可以由服务端自行设定。
Date：首部行指示服务器产生并发送该响应报文的日期和时间。
Serve：首部行指示该报文是由一台Apache Web服务器产生的，类似于请求报文中的 User-agent。
Last-Modified：首部行指示对象创建或者最后修改的时间和日期。
Content-Length：首部行指示被发送对象中的字节数。
Content-Type：首部行指示实体体中的对象文本类型。

常见状态码

状态码	说明
200 OK	请求成功，信息在返回的响应报文中
301 Moved Permanently	请求的对象已被永久移除，新的URL定义在响应报文中的Location：首部行中。客户软件将自动获取新的URL
400 Bad Request	一个通用差错码，指示该请求不能被服务器理解
404 Not Found	被请求的文档不在服务器上
505 HTTP Version Not Support	服务器不支持请求报文使用的HTTP协议版本

总结

HTTP 是一种简单可扩展的协议，其 Client-Server 的结构以及轻松扩展标头信息的能力使得 HTTP 可以和 Web 共同发展。

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