[网络协议]HTTP协议是什么？详细解读HTTP看完还不懂你来找我

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文章将包含以下几方面内容：

• HTTP协议解读
• 与HTTP相关组件
• 与HTTP相关协议
• HTTP组成
• HTTP协议优缺点

HTTP协议解读

HTTP 是一种 超文本传输协议(Hypertext Transfer Protocol)，超文本传输协议可以进行文字分割：超文本（Hypertext）、传输（Transfer）、协议（Protocol）?，它们之间的关系如下：

分别对这三个名次做一个解释：

超文本

两台电脑之间只能传输简单文字，后面还想要传输图片、音频、视频，甚至点击文字或图片能够进行超链接的跳转，那么文本的语义就被扩大了，这种语义扩大后的文本就被称为超文本(Hypertext)。

传输

两台计算机之间会形成互联关系进行通信，我们存储的超文本会被解析成为二进制数据包，由传输载体（例如同轴电缆，电话线，光缆）负责把二进制数据包由计算机终端传输到另一个终端的过程

协议

网络协议就是网络中(包括互联网)传递、管理信息的一些规范

与HTTP相关组件

网络设计者以分层(layer)的方式组织协议，每个协议属于层次模型之一。每一层都是向它的上一层提供服务(service)，即所谓的服务模型(service model)。每个分层中所有的协议称为 协议栈(protocol stack)。因特网的协议栈由五个部分组成：物理层、链路层、网络层、传输层和应用层。我们采用自上而下的方法研究其原理，也就是应用层 -> 物理层的方式（了解）。

应用层

应用层是网络应用程序和网络协议存放的分层，因特网的应用层包括许多协议。比如HTTP，电子邮件传送协议 SMTP、端系统文件上传协议 FTP、还有为我们进行域名解析的 DNS 协议

传输层

输层在应用程序断点之间传送应用程序报文，在这一层主要有两种传输协议 TCP和 UDP。

TCP 是面向连接的，它能够控制并确认报文是否到达，并提供了拥塞机制来控制网络传输，因此当网络拥塞时，会抑制其传输速率。

UDP 协议向它的应用程序提供了无连接服务。它是不具备可靠性的，没有流量控制，也没有拥塞控制。我们把运输层的分组称为 报文段(segment)

网络层

网络层负责将称为 数据报(datagram) 的网络分层从一台主机移动到另一台主机。网络层一个非常重要的协议是 IP 协议，所有具有网络层的因特网组件都必须运行 IP 协议。

链路层

为了将分组从一个节点（主机或路由器）运输到另一个节点，网络层必须依靠链路层提供服务。链路层的例子包括以太网、WiFi 和电缆接入的 DOCSIS 协议，因为数据从源目的地传送通常需要经过几条链路，一个数据包可能被沿途不同的链路层协议处理，我们把链路层的分组称为 帧(frame)。

物理层

虽然链路层的作用是将帧从一个端系统运输到另一个端系统，而物理层的作用是将帧中的一个个 比特 从一个节点运输到另一个节点，，物理层的协议仍然使用链路层协议，这些协议与实际的物理传输介质有关，例如，以太网有很多物理层协议：关于双绞铜线、关于同轴电缆、关于光纤等等。

五层网络协议的示意图如下：

与HTTP相关协议

HTTP 属于应用层的协议，需要其他层次协议的配合完成信息的交换，在完成一次 HTTP 请求和响应的过程中，需要以下协议的配合：

TCP/IP

TCP/IP 我们一般称之为协议簇，什么意思呢？就是 TCP/IP 协议簇中不仅仅只有 TCP 协议和 IP 协议，它是一系列网络通信协议的统称。而其中最核心的两个协议就是 TCP / IP 协议，其他的还有 UDP、ICMP、ARP 等等，共同构成了一个复杂但有层次的协议栈。

TCP 协议的全称是 Transmission Control Protocol 的缩写，意思是传输控制协议，HTTP 使用 TCP 作为通信协议，这是因为 TCP 是一种可靠的协议，而可靠能保证数据不丢失。

IP 协议的全称是 Internet Protocol 的缩写，它主要解决的是通信双方寻址的问题。IP 协议使用 IP 地址 来标识互联网上的每一台计算机。

DNS

DNS 的全称是域名系统（Domain Name System，缩写：DNS），它作为将域名和 IP 地址相互映射的一个分布式数据库，能够使人更方便地访问互联网。比如：www.google.com -> 193.XXX.XXX.XXX

URI / URL

可以通过输入 www.google.com 地址来访问谷歌的官网，输入的地址格式必须要满足 URI 的规范。

URI的全称是（Uniform Resource Identifier），中文名称是统一资源标识符，使用它就能够唯一地标记互联网上资源。

URL的全称是（Uniform Resource Locator），中文名称是统一资源定位符，也就是我们俗称的网址，它实际上是 URI 的一个子集。

HTTP报文

• 起始行（start line）：描述请求或响应的基本信息；
• 头部字段（header）：使用 key-value 形式更详细地说明报文；
• 消息正文（entity）：实际传输的数据，它不一定是纯文本，可以是图片、视频等二进制数据。

起始行和头部字段并成为 请求头 或者 响应头，统称为 Header；消息正文也叫做实体，称为 body。HTTP 协议规定每次发送的报文必须要有 Header，但是可以没有 body,在 header 和 body 之间必须要有一个空行（CRLF）。

举个例子：
http://www.someSchool.edu/someDepartment/home.index 请求的请求头：

报文的起始行都是由三个字段组成：方法、URL 字段和 HTTP 版本字段。

HTTP 请求方法

• GET 获取资源，GET 方法用来请求访问已被 URI 识别的资源。指定的资源经服务器端解析后返回响应内容。
• POST 传输实体，使用 POST 传输实体信息，提交表格内容。
• PUT 传输文件，PUT 方法用来传输文件。就像 FTP 协议的文件上传一样，要求在请求报文的主体中包含文件内容，然后保存到请求 URI 指定的位置。 但是，鉴于 HTTP 的 PUT 方法自身不带验证机制，任何人都可以上传文件 , 存在安全性问题，因此一般的 W eb 网站不使用该方法。若配合 W eb 应用程序的验证机制，或架构设计采用REST（REpresentational State Transfer，表征状态转移）标准的同类 Web 网站，就可能会开放使用 PUT 方法。
• HEAD 获得响应首部，HEAD 方法和 GET 方法一样，只是不返回报文主体部分。用于确认 URI 的有效性及资源更新的日期时间等。
• DELETE 删除文件，DELETE 方法用来删除文件，是与 PUT 相反的方法。DELETE 方法按请求 URI 删除指定的资源。
• OPTIONS 询问支持的方法，OPTIONS 方法用来查询针对请求 URI 指定的资源支持的方法。
• TRACE 追踪路径，TRACE 方法是让 Web 服务器端将之前的请求通信环回给客户端的方法。
• CONNECT 要求用隧道协议连接代理，CONNECT 方法要求在与代理服务器通信时建立隧道，实现用隧道协议进行 TCP 通信。主要使用 SSL（Secure Sockets Layer，安全套接层）和 TLS（Transport Layer Security，传输层安全）协议把通信内容加 密后经网络隧道传输。

一般最常用的方法也就是 GET 方法和 POST 方法，其他方法暂时了解即可。

HTTP 请求 URL

完整的域名解析一下 URL：
http://www.example.com:80/path/to/myfile.html?key1=value1&key2=value2#SomewhereInTheDocument

• http://告诉浏览器使用何种协议。
• www.example.com 是域名、主机，指示了需要向网络上的哪一台主机发起请求。也可以直接向主机的ip发起请求。
• 端口 两个主机之间要发起 TCP 连接需要两个条件，主机 + 端口，表示用于访问 Web 服务器上资源的入口，如果访问的该 Web 服务器使用HTTP协议的标准端口（HTTP为80，HTTPS为443）授予对其资源的访问权限，则通常省略此部分。否则端口就是 URI 必须的部分。
• 路径 /path/to/myfile.html 是 Web 服务器上资源的路径。以端口后面的第一个 / 开始，到 ? 号之前结束，中间的 每一个/ 都代表了层级（上下级）关系。
• 查询参数

?key1=value1&key2=value2 是提供给 Web 服务器的额外参数。如果是 GET 请求，一般带有请求 URL 参数，如果是 POST 请求，则不会在路径后面直接加参数。

• 锚点 #SomewhereInTheDocument 是资源本身的某一部分的一个锚点。锚点代表资源内的一种“书签”。

请求头部

比如
http://www.someSchool.edu/someDepartment/home.index，来看一下它的请求头部

Host: www.someschool.edu
Connection: close
User-agent: Mozilla/5.0
Accept-language: fr
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• Host ：表示的是对象所在的主机
• Connection: close 表示的是浏览器需要告诉服务器使用的是非持久连接。它要求服务器在发送完响应的对象后就关闭连接。
• User-agent: 这是请求头用来告诉 Web 服务器，浏览器使用的类型是 Mozilla/5.0，即 Firefox 浏览器。
• Accept-language 告诉 Web 服务器，浏览器想要得到对象的法语版本。

HTTP 的请求标头分为四种： 通用标头、请求标头、响应标头 和 实体标头

通用标头

通用标头主要有三个，分别是 Date、Cache-Control 和 Connection?Date

Date 出现在请求标头和响应标头中，它的基本表示如下

Date: Wed, 21 Oct 2015 07:28:00 GMT 
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Cache-Control

Cache-Control 可以出现在请求标头和响应标头中，Cache-Control 的种类比较多，虽然说这是一个通用标头，但是又一些特性是请求标头具有的，有一些是响应标头才有的。主要大类有 可缓存性、阈值性、 重新验证并重新加载 和其他特性

Connection

Connection 决定当前事务（一次三次握手和四次挥手）完成后，是否会关闭网络连接。Connection 有两种，一种是持久性连接，即一次事务完成后不关闭网络连接

Connection: keep-alive
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另一种是非持久性连接，即一次事务完成后关闭网络连接

Connection: close
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实体标头

实体标头是描述消息正文内容的 HTTP 标头。实体标头用于 HTTP 请求和响应中。头部Content-Length、 Content-Language、 Content-Encoding 是实体头。

• Content-Length 实体报头指示实体主体的大小，以字节为单位，发送到接收方。
• Content-Language 实体报头描述了客户端或者服务端能够接受的语言，例如

Content-Language: de-DE
Content-Language: en-US
Content-Language: de-DE, en-CA
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• Content-Encoding 这又是一个比较麻烦的属性，这个实体报头用来压缩媒体类型。Content-Encoding 指示对实体应用了何种编码。 常见的内容编码有这几种：?gzip、compress、deflate、identity?，这个属性可以应用在请求报文和响应报文中

Accept-Encoding: gzip, deflate //请求头
Content-Encoding: gzip  //响应头
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请求标头

GET /home.html HTTP/1.1
Host: developer.mozilla.org
User-Agent: Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10.9; rv:50.0) Gecko/20100101 Firefox/50.0
Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,*/*;q=0.8
Accept-Language: en-US,en;q=0.5
Accept-Encoding: gzip, deflate, br
Referer: https://developer.mozilla.org/testpage.html
Connection: keep-alive
Upgrade-Insecure-Requests: 1
If-Modified-Since: Mon, 18 Jul 2016 02:36:04 GMT
If-None-Match: "c561c68d0ba92bbeb8b0fff2a9199f722e3a621a"
Cache-Control: max-age=0 

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Host

Host 请求头指明了服务器的域名，以及（可选的）服务器监听的TCP端口号

Referer

HTTP Referer 属性是请求标头的一部分，告诉服务器该网页是从哪个页面链接过来的

If-Modified-Since

HTTP 的 If-Modified-Since 使其成为条件请求：

• 返回200，只有在给定日期的最后一次修改资源后，服务器才会以200状态发送回请求的资源。
• 如果请求从开始以来没有被修改过，响应会返回304并且没有任何响应体

If-Modified-Since 通常会与 If-None-Match 搭配使用，If-Modified-Since 用于确认代理或客户端拥有的本地资源的有效性。获取资源的更新日期时间，可通过确认首部字段 Last-Modified 来确定。

大白话说就是如果在 Last-Modified 之后更新了服务器资源，那么服务器会响应200，如果在 Last-Modified 之后没有更新过资源，则返回 304。

If-Modified-Since: Mon, 18 Jul 2016 02:36:04 GMT
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If-None-Match

If-None-Match HTTP请求标头使请求成为条件请求。 对于 GET 和 HEAD 方法，仅当服务器没有与给定资源匹配的 ETag 时，服务器才会以200状态发送回请求的资源。 对于其他方法，仅当最终现有资源的ETag与列出的任何值都不匹配时，才会处理请求。

If-None-Match: "c561c68d0ba92bbeb8b0fff2a9199f722e3a621a"
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内容协商

内容协商机制是指客户端和服务器端就响应的资源内容进行交涉，然后提供给客户端最为适合的资源。内容协商会以响应资源的语言、字符集、编码方式等作为判断的标准。

内容协商主要有以下3种类型：

• 服务器驱动协商（Server-driven Negotiation）

这种协商方式是由服务器端进行内容协商。服务器端会根据请求首部字段进行自动处理

• 客户端驱动协商（Agent-driven Negotiation）

这种协商方式是由客户端来进行内容协商。

• 透明协商（Transparent Negotiation）

是服务器驱动和客户端驱动的结合体，是由服务器端和客户端各自进行内容协商的一种方法。

内容协商的分类有很多种，主要的几种类型是?Accept、Accept-Charset、Accept-Encoding、Accept-Language、Content-Language。

Accept

接受请求 HTTP 标头会通告客户端其能够理解的 MIME 类型

MIME: MIME (Multipurpose Internet Mail Extensions) 是描述消息内容类型的因特网标准。MIME 消息能包含文本、图像、音频、视频以及其他应用程序专用的数据。
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文本文件： text/html、text/plain、text/css、application/xhtml+xml、application/xml

图片文件： image/jpeg、image/gif、image/png

视频文件： video/mpeg、video/quicktime

应用程序二进制文件： application/octet-stream、application/zip

比如，如果浏览器不支持 PNG 图片的显示，那 Accept 就不指定image/png，而指定可处理的 image/gif 和 image/jpeg 等图片类型。

一般 MIME 类型也会和 q 这个属性一起使用，q 是什么？q 表示的是权重，来看一个例子

Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,*/*;q=0.8
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若想要给显示的媒体类型增加优先级，则使用 q= 来额外表示权重值，没有显示权重的时候默认值是1.0。

Accept-Charset

accept-charset 属性规定服务器处理表单数据所接受的字符集。

accept-charset 属性允许您指定一系列字符集，服务器必须支持这些字符集，从而得以正确解释表单中的数据。

Accept-Language

首部字段 Accept-Language 用来告知服务器用户代理能够处理的自然语言集（指中文或英文等），以及自然语言集的相对优先级。

Accept-Language: en-US,en;q=0.5
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响应标头

响应标头是可以在 HTTP 响应中使用的 HTTP 标头。并不是所有出现在响应中的标头都是响应标头。还有一些特殊的我们上面说过，有通用标头和实体标头也会出现在响应标头中，比如 Content-Length 就是一个实体标头，但是，在这种情况下，这些实体请求通常称为响应头。下面以一个例子为例和你探讨一下响应头

200 OK
Access-Control-Allow-Origin: *
Connection: Keep-Alive
Content-Encoding: gzip
Content-Type: text/html; charset=utf-8
Date: Mon, 18 Jul 2016 16:06:00 GMT
Etag: "c561c68d0ba92bbeb8b0f612a9199f722e3a621a"
Keep-Alive: timeout=5, max=997
Last-Modified: Mon, 18 Jul 2016 02:36:04 GMT
Server: Apache
Set-Cookie: mykey=myvalue; expires=Mon, 17-Jul-2017 16:06:00 GMT; Max-Age=31449600; Path=/; secure
Transfer-Encoding: chunked
Vary: Cookie, Accept-Encoding
x-frame-options: DENY

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响应状态码

以 2xx 为开头的都表示请求成功响应。

以 3xx 为开头的都表示需要进行附加操作以完成请求

以 4xx 的响应结果表明客户端是发生错误的原因所在。

以 5xx 为开头的响应标头都表示服务器本身发生错误

HTTP协议优缺点

HTTP 的优点

• 简单灵活易扩展

HTTP 的协议比较简单，它的主要组成就是 header + body，头部信息也是简单的文本格式

HTTP 协议又多了灵活 和 易扩展 的优点。

HTTP 协议里的请求方法、URI、状态码、原因短语、头字段等每一个核心组成要素都没有被制定死，允许开发者任意定制、扩充或解释，给予了浏览器和服务器最大程度的信任和自由。

• 应用广泛、环境成熟

天然具有跨语言、跨平台的优越性，而且，因为本身的简单特性很容易实现，所以几乎所有的编程语言都有 HTTP 调用库和外围的开发测试工具

• 无状态

既是优点又是缺点。因为服务器没有记忆能力，所以就不需要额外的资源来记录状态信息，不仅实现上会简单一些，而且还能减轻服务器的负担，能够把更多的 CPU 和内存用来对外提供服务。

HTTP 的缺点

• 无状态

服务器没有记忆能力，它就无法支持需要连续多个步骤的事务操作。每次都得问一遍身份信息，需要增加了不必要的数据传输量。由此出现了 Cookie 技术。

• 安全性

明文传输，协议里的报文（准确地说是 header 部分）不使用二进制数据，而是用简单可阅读的文本形式。

对比 TCP、UDP 这样的二进制协议，它的优点显而易见，不需要借助任何外部工具，用浏览器、Wireshark 或者 tcpdump 抓包后，直接用肉眼就可以很容易地查看或者修改，为我们的开发调试工作带来极大的便利。

当然缺点也是显而易见的，就是不安全，可以被监听和被窥探。因为无法判断通信双方的身份，不能判断报文是否被更改过。

总结起来即：

1. 明文，请求报文未加密；
2. 未hash，即使报文被修改过也不知道；
3. 未验证身份，容易导致中间人攻击；

作者：captain_p
链接：https://juejin.cn/post/7041744237905346568

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