- 五年前，我来北京参加面试， 一个面试官问我，你是做什么的，我说PHP全栈（年轻无畏，哈哈），然后面试官说，一个http的header都包含哪些信息你知道吗？然后我就怂了。。。。
- 那么今天，我们就来聊一聊http
HTTP的发展历史
- HTTP，全称Hyper Text Transfer Protocol，即超文本传输协议，是一个简单的请求-响应协议，它通常运行在TCP之上。
- HTTP目前一共经历了HTTP 0.9，HTTP 1.0，HTTP 1.1，HTTP 2.0，那么我们分别来看看每个版本的HTTP的功能和发生的变化
HTTP 0.9
HTTP 0.9是第一个版本的HTTP协议，已过时。它只允许客户端发送GET这一种请求，而想我们常用的POST PUT DELETE 是不支持的，而且由于不支持请求头，所以我们只能获取一些纯文本，如果你想获取一个图片，不好意思，不支持。
从HTTP 0.9开始，HTTP就是无状态的，每个事务独立进行处理，事务结束时就释放这个连接。一次HTTP 0.9的传输首先要建立一个由客户端到Web服务器的TCP连接，由客户端发起一个请求，然后由Web服务器返回页面内容，然后连接会关闭。如果请求的页面不存在，也不会返回任何错误码。
HTTP 1.0
HTTP 1.0是HTTP协议的第二个版本，第一个在通讯中指定版本号的HTTP协议版本，至今仍被广泛采用。相对于HTTP 0.9 增加了如下主要特性：
- 请求与响应支持头域
- 响应对象以一个响应状态行开始
- 响应对象不只限于超文本，还可以传输图像、音频、视频等二进制文件。
- 开始支持客户端通过POST方法向Web服务器提交数据，支持GET、HEAD、POST方法
- 开始支持cache，就是当客户端在规定时间内访问同一网站，直接访问cache即可。
- 支持返回状态码，方便了错误排查（504 502 404 403 302 301 等等），我们后面会开个小节去介绍
- 新增功能还包括状态码（status code）、多字符集支持、多部分发送（multi-part type）、权限（authorization）、缓存（cache）、内容编码（content encoding）等。
- 每次 TCP 连接只能发送一个请求，当服务器响应后就会关闭这次连接，下一个请求需要再次建立 TCP 连接。 TCP 连接的建立成本很高，因为需要客户端和服务器三次握手，并且开始时发送速率较慢（slow start）。为了解决这个问题，有些浏览器在请求时，即在请求头部加上 Connection 字段：
比如，我们请求一个html页面，里面有一个css文件和一个js文件，那么当我们访问这个页面的时候，就会建立三次tcp连接，这种形式就会造成性能上的缺陷，如果我们想要建立长连接，就要设置一个非标准的connection字段Connection:keep-alive
HTTP1.1
- HTTP1.1开始，默认支持长连接
Connection: keep-alive，即在一个TCP 连接上我们可以传送多个http请求和响应，减少了建立tcp连接的次数，提高了http传输的性能
- 加入了管道机制
在同一个 TCP 连接里，允许多个请求同时发送，增加了并发性，进一步改善了 HTTP 协议的效率。
举例来说，客户端需要请求两个资源。以前的做法是，在同一个 TCP 连接里面，先发送 A 请求，然后等待服务器做出回应，收到后再发出 B 请求。
管道机制则是允许浏览器同时发出 A 请求和 B 请求，但是服务器还是按照顺序，先回应 A 请求，完成后再回应 B 请求。 - HTTP 1.1 支持文件断点续传，RANGE:bytes，HTTP 1.0 每次传送文件都是从文件头开始，即 0 字节处开始。RANGE:bytes=XXXX 表示要求服务器从文件 XXXX 字节处开始传送，断点续传。即返回码是 206（Partial Content）
- 引入了更多的缓存控制策略，如If-Unmodified-Since, If-Match, If-None-Match等缓存头来控制缓存策略
- 引入host，实现了在一台WEB服务器上可以在同一个IP地址和端口号上使用不同的主机名来创建多个虚拟WEB站点
- 添加了其他的请求方法：put、delete、options
HTTP2.0
HTTP2.0在相比之前版本，性能上有很大的提升
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多路复用
HTTP 2.0 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"（HTTP 2.0 使用了多路复用的技术，做到同一个连接并发处理多个请求，而且并发请求的数量比 HTTP 1.1大了好几个数量级）。
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。
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二进制分帧
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 2.0 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。 -
首部压缩
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 2.0 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c ompress 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。
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服务器推送
HTTP 2.0 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）。意思是说，当我们对支持 HTTP 2.0 的 web server 请求数据的时候，服务器会顺便把一些客户端需要的资源一起推送到客户端，免得客户端再次创建连接发送请求到服务器端获取。这种方式非常合适加载静态资源。服务器端推送的这些资源其实存在客户端的某处地方，客户端直接从本地加载这些资源就可以了，不用走网络，速度自然是快很多的。
HTTP请求头和响应头的这些知识
- 我以下面我请求的这个地址为栗子
Genneral
Request URL: https://m.acurd.com/blog-21/yqa242q620.html #请求地址
Request Method: GET #请求方式
Status Code: 200 OK #相应状态
Remote Address: 122.22.22.22:443 #远程服务器的地址 和端口号 http 访问是80 htts是443
Referrer Policy: strict-origin-when-cross-origin #Referrer-Policy的作用就是为了控制请求头中referrer的内容，目前是一个候选标准，可以控制referer的显示条件 显示 不显示 跨域显示等等
Request Headers
GET /blog-21/yqa242q620.html HTTP/1.1 # 请求地址 http协议版本号
Host: m.acurd.com #服务器域名
Connection: keep-alive # 该浏览器想要优先使用的连接类型
Cache-Control: max-age=0 # 用来指定在这次的请求/响应链中的所有缓存机制
User-Agent: Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10_15_7) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/96.0.4664.110 Safari/537.36
Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/avif,image/webp,image/apng,*/*;q=0.8,application/signed-
Referer: https://m.acurd.com/blog-21.html #访问来源
Response Headers
HTTP/1.1 200 OK #http协议 响应码
Server: nginx # 服务器
Date: Mon, 10 Jan 2022 09:15:17 GMT #相应时间
Content-Type: text/html; charset=utf-8 #相应类型和字符类型
Transfer-Encoding: chunked
Connection: keep-alive
Vary: Accept-Encoding
X-Powered-By: PHP/7.2.24 #解释器
Expires: Thu, 19 Nov 1981 08:52:00 GMT #缓存过期时间
Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate #缓存机制 比如不需要Nginx缓存的，我们就设置成no-cache
- 其实大概来讲 就是几个，从哪来，到哪去，要什么，哪种方式传输 ，使用什么浏览器，缓存机制，缓存时间，字符类型
- 协商缓存
协商缓存是利用的是【Last-Modified，If-Modified-Since】和【ETag、If-None-Match】这两对请求头响应头来管理的
Last-Modified 表示本地文件最后修改日期，浏览器会在request header加上If-Modified-Since（上次返回的Last-Modified的值），询问服务器在该日期后资源是否有更新，有更新的话就会将新的资源发送回来
Etag就像一个指纹，资源变化都会导致ETag变化，跟最后修改时间没有关系，ETag可以保证每一个资源是唯一的
If-None-Match的header会将上次返回的Etag发送给服务器，询问该资源的Etag是否有更新，有变动就会发送新的资源回来
而强制缓存不需要发送请求到服务端，根据请求头expires和cache-control判断是否命中强缓存
比如es的远程词库我们就需要通过配置 Last-Modified和ETag来确定是否要重新获取远程词库
关于http状态码的讲解
- 200 (成功) 服务器已成功处理了请求。 通常，这表示服务器提供了请求的网页。
- 301 (永久移动) 请求的网页已永久移动到新位置。 服务器返回此响应(对 GET 或 HEAD 请求的响应)时，会自动将请求者转到新位置。
- 302 (临时移动) 服务器目前从不同位置的网页响应请求，但请求者应继续使用原有位置来进行以后的请求。
301和302的区别，301: 旧地址A的资源不可访问了(永久移除), 重定向到网址B，搜索引擎会抓取网址B的内容，同时将网址保存为B网址。 302: 旧地址A的资源仍可访问，这个重定向只是临时从旧地址A跳转到B地址，这时搜索引擎会抓取B网址内容，但是会将网址保存为A的。
简单来说，301的话搜索引擎认为地址a废弃了，只抓取b的内容，存的网址也是b,302是说a地址还可以提供服务，只是暂时从b地址d - 403 (禁止) 服务器拒绝请求。
- 404 (未找到) 服务器找不到请求的网页。
- 500 (服务器内部错误) 服务器遇到错误，无法完成请求。
比如我的PHP文件中调用了一个不存在的类
调试状态下，如果我们加了ini_set("display_errors",true);nginx 就会返回200，并暴露错误
502 (错误网关) 服务器作为网关或代理，从上游服务器收到无效响应。
- nginx+php 出现 502 bad gateway，一般这都不是 nginx 的问题，而是由于 fastcgi 或者 php 的问题导致的，
- php.ini 的 memory_limit 过小
- php-fpm.conf 中 max_children 或者 max_requests 设置不合理（设置过小会因为没有足够的 cgi 进程处理请求，设置过大会出现一会儿有响应正常，一会儿等很久才有响应的情况，一般情况下 children 按 照内存计算，比如说 1G 设置 64 ，2G 设置 128。这个根据实际情况自行调整。另外查看当前的 PHP FastCGI 进程数是否够用的命令为：
netstat -anpo | grep "php-cgi" | wc -l如果实际使用的 FastCGI进程数 接近预设的 FastCGI进程数，那么，说明FastCGI进程数不够用，需要增大。） - php 程序执行时间过长而超时 检查 nginx 和 fastcgi 中各种 timeout 设置。（nginx 中的 fastcgi_connect_timeout 300; 、fastcgi_send_timeout 300; 、fastcgi_read_timeout 300; 、keepalive_timeout php-fpm 中的 request_terminate_timeout，php.ini 中的 max_execution_time）
- php-fpm 有一个参数 max_requests ，该参数指明了每个 children 最多处理多少个请求后便会被关闭。在大量处理请求下，如果该值设置过小会导致 children 频繁的自杀和建立而浪费 大量时间，若所有的 children 差不多都在这个时候自杀，则重建前将没有 children 响应请求，于是出现 502 。可以将该值设置大一些或者是 0 [无限]。
简单来说，php-cgi 进程数不够用、 php 执行时间长、或者是 php-cgi 进程死掉，都会出现 502 错误。我们来演示一下
504 (网关超时) 服务器作为网关或代理，但是没有及时从上游服务器收到请求。
- nginx访问出现504 Gateway Time-out，一般是由于程序执行时间过长导致响应超时，例如程序需要执行90秒，而nginx最大响应等待时间为30秒，这样就会出现超时。
- 可能原因
1.程序在处理大量数据，导致等待超时。
2.程序中调用外部请求，而外部请求响应超时。
3.连接数据库失败而没有停止，死循环重新连。
出现这种情况，我们可以先优化程序，缩短执行时间。另一方面，可以调大nginx超时限制的参数，使程序可以正常执行。
-
解决方案
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nginx.conf中，设置以下几个参数，增加超时时间
fastcgi_connect_timeout
fastcgi连接超时时间，默认60秒
fastcgi_send_timeout
nginx 进程向 fastcgi 进程发送请求过程的超时时间，默认值60秒
fastcgi_read_timeout
fastcgi 进程向 nginx 进程发送输出过程的超时时间，默认值60秒 -
php.ini的配置
max_execution_time
设置单个请求的超时时间
php程序中可加入set_time_limit(seconds)设置最长执行时间
例如 set_time_limit(0) 表示不超时。 -
我们通过修改nginx的超时设置来演示一下504的情况
CDN
CDN (全称 Content Delivery Network)，即内容分发网络,构建在现有网络基础之上的智能虚拟网络，依靠部署在各地的边缘服务器，通过中心平台的负载均衡、内容分发、调度等功能模块，使用户就近获取所需内容，降低网络拥塞，提高用户访问响应速度和命中率。CDN 的关键技术主要有内容存储和分发技术
通俗来讲，CDN 就像连锁店，当我们想吃沙县小吃的时候，我们不会真的跑到沙县去吃，而是附近就可以找到沙县小吃，而且全国的沙县小吃菜单都一样，每个沙县小吃就是一个边缘节点，那么我们怎么找到离我最近的沙县小吃呢，这个时候就用到了CNAME(配置过网站的同学都见过)和负载均衡系统，CNAME 就像你网站的别名，负载均衡系统会根据用户的IP 找到最近的边缘节点和运营商网络，并根据节点的负载情况和相应性能，分发到相应的节点
DNS
DNS（Domain Names System），域名系统，是互联网一项服务，是进行域名和与之相对应的 IP 地址进行转换的服务器,简单来讲，DNS相当于一个翻译官，负责将域名翻译成ip地址
- 计算机中DNS的记录也分成了两种缓存方式：
浏览器缓存：浏览器在获取网站域名的实际 IP 地址后会对其进行缓存，减少网络请求的损耗
操作系统缓存：操作系统的缓存其实是用户自己配置的 hosts 文件
查询过程
- 首先搜索浏览器的 DNS 缓存，缓存中维护一张域名与 IP 地址的对应表,
- 没有命中则继续搜索操作系统的 DNS 缓存
- 若仍然没有命中，则操作系统将域名发送至本地域名服务器，本地域名服务器采用递归查询自己的 DNS 缓存，查找成功则返回结果
- 若本地域名服务器的 DNS 缓存没有命中，则本地域名服务器向上级域名服务器进行迭代查询
- 本地域名服务器将得到的 IP 地址返回给操作系统，同时自己将 IP 地址缓存起来
- 操作系统将 IP 地址返回给浏览器，同时自己也将 IP 地址缓存起
- 至此，浏览器就得到了域名对应的 IP 地址，并将 IP 地址缓存起
