HTTP协议：超文本传输协议|青训营笔记

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HTTP协议：超文本传输协议

HTTP（Hypertext Transfer Protocol，超文本传输协议） 是一种用于在客户端（通常是浏览器）与服务器之间传输数据的协议，广泛应用于Web浏览、应用程序接口（API）调用、文件传输等场景。HTTP是无状态的协议，意味着每个请求都是独立的，服务器不会记录每个请求之间的历史。

HTTP协议的工作原理

  1. 客户端发起请求：当用户在浏览器中输入URL（统一资源定位符），浏览器会解析该URL并发送HTTP请求到服务器，要求获取相应的资源（如网页、图片、视频等）。
  2. 服务器处理请求：服务器接收到请求后，根据请求头信息、请求方法等参数进行处理，并返回响应数据。响应可能是所请求的资源、一个错误页面，或者其他内容。
  3. 客户端接收响应：客户端收到服务器返回的HTTP响应后，解析响应内容并显示给用户，或者进行进一步的处理（如下载文件、播放视频等）。

HTTP请求和响应的组成

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HTTP请求结构

HTTP请求一般由以下几个部分组成：

  1. 请求行：包含请求方法、请求URL和HTTP版本。例如：

     GET /index.html HTTP/1.1

    • 请求方法

      ：表示客户端请求的操作类型，常见的有：

      • GET：请求获取资源。
      • POST：提交数据，通常用于表单提交。
      • PUT：用于更新资源。
      • DELETE：删除资源。
      • HEAD：类似于GET，但只返回头部信息。
      • OPTIONS：获取支持的HTTP方法。
      • PATCH：部分更新资源。

  2. 请求头：提供额外的客户端信息，例如浏览器类型、语言设置、缓存控制等。例如：

     User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/91.0.4472.124 Safari/537.36
 Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,image/apng,*/*;q=0.8
    • User-Agent：描述客户端浏览器类型。
    • Accept：指定客户端支持的响应内容类型。
    • Content-Type：指定请求体的内容类型（如在POST请求中发送数据时）。
    • Authorization：用于身份验证。

  3. 请求体：在某些请求方法（如POST、PUT）中，包含请求的数据。比如提交表单时，数据会作为请求体发送给服务器。

HTTP响应结构

HTTP响应由以下部分组成：

  1. 响应行：包含HTTP版本、状态码和状态消息。例如：

     HTTP/1.1 200 OK
    • 200：表示请求成功（常见的状态码之一）。
    • 404：表示资源未找到。
    • 500：表示服务器内部错误。

  2. 响应头：包含响应的元数据，例如服务器类型、响应时间、缓存策略等。例如：

     Content-Type: text/html; charset=UTF-8
 Server: Apache/2.4.41 (Unix)
 Date: Wed, 23 Jun 2024 10:10:00 GMT
    • Content-Type：表示响应数据的类型（如HTML页面、JSON数据等）。
    • Server：服务器的类型和版本信息。

  3. 响应体：这是服务器返回的实际数据，可能是HTML页面、图片、JSON数据等内容。

HTTP的状态码

HTTP响应中包含的状态码用来表示请求的处理结果，常见的状态码有：

  • 1xx（信息性状态码） ：

    • 100 Continue：继续请求。
    • 101 Switching Protocols：协议切换。

  • 2xx（成功状态码） ：

    • 200 OK：请求成功。
    • 201 Created：请求已完成，并创建了新的资源。

  • 3xx（重定向状态码） ：

    • 301 Moved Permanently：资源永久移动。
    • 302 Found：资源临时移动。

  • 4xx（客户端错误状态码） ：

    • 400 Bad Request：请求格式错误。
    • 401 Unauthorized：需要身份验证。
    • 404 Not Found：未找到请求的资源。
    • 403 Forbidden：禁止访问。

  • 5xx（服务器错误状态码） ：

    • 500 Internal Server Error：服务器内部错误。
    • 502 Bad Gateway：网关错误。
    • 503 Service Unavailable：服务不可用。

HTTP协议的特点

  1. 无状态性：每个HTTP请求和响应都是独立的，服务器不保存客户端的任何历史状态。每次请求都必须包含所有必要的信息。
  2. 无连接性：HTTP协议默认每次请求/响应结束后，连接即关闭。可以通过“持久连接”（Connection: keep-alive）保持连接。
  3. 支持多种数据格式：HTTP可以传输各种类型的数据，如文本、图像、视频、音频、JSON、XML等。
  4. 灵活性：HTTP允许在请求和响应中携带丰富的元数据（头部信息），可以进行身份验证、内容压缩、缓存控制等。
  5. 简单易用：HTTP的请求和响应结构简单，易于理解和实现，成为Web应用的基础。

HTTP/1.1与HTTP/2的区别

  • HTTP/1.1：

    • 单个连接每次只能发送一个请求/响应。
    • 请求和响应头是明文传输，重复的头部信息会浪费带宽。
    • 不支持多路复用，即一个连接只能处理一个请求。

  • HTTP/2（相比HTTP/1.1的改进）：

    • 支持多路复用：在一个连接中并行处理多个请求和响应，减少延迟。
    • 头部压缩：使用HPACK算法压缩请求和响应头部，减少冗余。
    • 流量控制：支持流量控制，可以管理多个请求的数据流。
    • 服务器推送：服务器可以在客户端请求前主动发送相关资源，减少加载时间。

HTTP请求GET和POST的区别

1. 传输数据的方式不同

GET提交：GET参数通过URL传递。

请求的数据会附在URL之后（就是把数据放置在HTTP协议头＜request-line＞中），以?分割URL和传输数据，多个参数用&连接;例如：login.action?name=hyddd&password=idontknow&verify=%E4%BD%A0 %E5%A5%BD。如果数据是英文字母/数字，原样发送，如果是空格，转换为+，如果是中文/其他字符，则直接把字符串用BASE64加密，得出如：%E4%BD%A0%E5%A5%BD，其中％XX中的XX为该符号以16进制表示的ASCII。

POST提交：POST放在Request body中。

把提交的数据放置在是HTTP包的包体＜request-body＞中。上文示例中红色字体标明的就是实际的传输数据。

因此，GET提交的数据会在地址栏中显示出来，而POST提交，地址栏不会改变

2. 传输数据的大小不同

首先声明，HTTP协议没有对传输的数据大小进行限制，HTTP协议规范也没有对URL长度进行限制。 而在实际开发中存在的限制主要有：

GET：特定浏览器和服务器对URL长度有限制，例如IE对URL长度的限制是2083字节(2K+35)。对于其他浏览器，如Netscape、FireFox等，理论上没有长度限制，其限制取决于操作系统的支持。

因此对于GET提交时，传输数据就会受到URL长度的限制。

POST：由于不是通过URL传值，理论上数据不受限。但实际各个WEB服务器会规定对post提交数据大小进行限制，Apache、IIS6都有各自的配置。

3. POST比GET安全性更高

POST的安全性要比GET的安全性高。因为GET传递的参数直接暴露在URL上，所以不能用来传递敏感信息。

注意：这里所说的安全性和上面GET提到的“安全”不是同个概念。上面“安全”的含义仅仅是不作数据修改，而这里安全的含义是真正的Security的含义，比如：通过GET提交数据，用户名和密码将明文出现在URL上，因为：

(1) GET请求参数会被完整保留在浏览器历史记录里，也就是说会被浏览器主动缓存(cache)，而POST中的参数不会被保留。

(2) 其他人查看浏览器的历史纪录，那么别人就可以拿到你的账号和密码了。

总结

HTTP是Web通信的基础协议，采用请求-响应模式，具有简洁、灵活的特点。随着Web技术的发展，HTTP协议不断演化，从HTTP/1.0到HTTP/2，增强了性能和效率，尤其是在并发请求和数据传输优化方面。HTTP/3作为最新的版本，则引入了基于QUIC协议的改进，进一步提升了Web性能。

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