[网络协议]总结：【前端】常问的五大类HTTP面试题 -—— 【图解】

在?试过程中，HTTP 被提问的概率还是?较?的。
我搜集了 5 ?类 HTTP ?试常问的题?，同时这 5 ?类题跟 HTTP 的发展和演变关联性是?较?的，通过问答 + 图解的形式由浅?深的?式帮助?家进?步的学习和理解 HTTP 。

1. HTTP 基本概念
2. Get 与 Post
3. HTTP 特性
4. HTTPS 与 HTTP
5. HTTP/1.1、HTTP/2、HTTP/3 演变
   
   【tip】：篇幅虽长，但是耐心看完一定对你帮助很大

一、HTTP基本概念

HTTP 是什么？描述?下

HTTP 是超?本传输协议，也就是HyperText Transfer Protocol。

能否详细解释「超?本传输协议」？

HTTP的名字「超?本协议传输」，它可以拆成三个部分：

• 超?本
• 传输
• 协议
  

1. 「协议」

在?活中，我们也能随处可?「协议」，例如：
刚毕业时会签?个「三?协议」；
找房?时会签?个「租房协议」；

?活中的协议，本质上与计算机中的协议是相同的，协议的特点:

• 「协」字，代表的意思是必须有两个以上的参与者。例如三?协议?的参与者有三个：你、公司、学校三
  个；租房协议?的参与者有两个：你和房东。
• 「议」字，代表的意思是对参与者的?种?为约定和规范。例如三?协议?规定试?期期限、毁约?等；租
  房协议?规定租期期限、每?租??额、违约如何处理等。

针对 HTTP 协议，我们可以这么理解。
HTTP 是?个?在计算机世界?的协议。它使?计算机能够理解的语?确?了?种计算机之间交流通信的规范（两 个以上的参与者），以及相关的各种控制和错误处理?式（?为约定和规范）。

2. 「传输」

所谓的「传输」，很好理解，就是把?堆东?从 A 点搬到 B 点，或者从 B 点 搬到 A 点。
别轻视了这个简单的动作，它?少包含两项?要的信息。
HTTP 协议是?个双向协议。

我们在上?冲浪时，浏览器是请求? A ，百度?站就是应答? B。双?约定? HTTP 协议来通信，于是浏览器把请
求数据发送给?站，?站再把?些数据返回给浏览器，最后由浏览器渲染在屏幕，就可以看到图?、视频了。

数据虽然是在 A 和 B 之间传输，但允许中间有中转或接?。

就好像第?排的同学想传递纸条给最后?排的同学，那么传递的过程中就需要经过好多个同学（中间?），这样的传输?式就从「A < — > B」，变成了「A <-> N <-> M <-> B」。

?在 HTTP ?，需要中间?遵从 HTTP 协议，只要不打扰基本的数据传输，就可以添加任意额外的东?。

针对传输，我们可以进?步理解了 HTTP。
HTTP 是?个在计算机世界?专??来在两点之间传输数据的约定和规范。

3. 「超文本」

HTTP 传输的内容是「超?本」。
我们先来理解「?本」，在互联?早期的时候只是简单的字符?字，但现在「?本」的涵义已经可以扩展为图?、视频、压缩包等，在 HTTP 眼?这些都算作「?本」。

再来理解「超?本」，它就是超越了普通?本的?本，它是?字、图?、视频等的混合体，最关键有超链接，能从?个超?本跳转到另外?个超?本。

HTML 就是最常?的超?本了，它本身只是纯?字?件，但内部?很多标签定义了图?、视频等的链接，再经过浏览器的解释，呈现给我们的就是?个?字、有画?的??了。

OK，经过了对 HTTP ?这三个名词的详细解释，就可以给出?「超?本传输协议」这七个字更准确更有技术含量的答案：

HTTP 是?个在计算机世界里专门在「两点」之间「传输」?字、图?、?频、视频等「超?本」数据的「约定和规范」。

那「HTTP 是?于从互联?服务器传输超?本到本地浏览器的协议 ，这种说法正确吗？

这种说法是不正确的。因为也可以是「服务器< – >服务器」，所以采?两点之间的描述会更准确。

HTTP 常?的状态码，有哪些？

【这里就不再展开了，如果想查看具体状态码含义，请阅读我下面几篇博客。】

http 常?字段有哪些？

1. Host字段

客户端发送请求时，?来指定服务器的域名。

Host: www.A.com
有了 Host 字段，就可以将请求发往「同?台」服务器上的不同?站。

2. Content-Length 字段

服务器在返回数据时，会有 Content-Length 字段，表明本次回应的数据?度。

Content-Length: 1000

如上?则是告诉浏览器，本次服务器回应的数据?度是 1000 个字节，后?的字节就属于下?个回应了。

3. Connection 字段

Connection 字段最常?于客户端要求服务器使? TCP 持久连接，以便其他请求复?。

【注意】：HTTP/1.1 版本的默认连接都是持久连接，但为了兼容?版本的 HTTP，需要指定 Connection ?部字段的值为Keep-Alive 。

Connection: keep-alive

?个可以复?的 TCP 连接就建?了，直到客户端或服务器主动关闭连接。但是，这不是标准字段。

4. Content-Type 字段

Content-Type字段?于服务器回应时，告诉客户端，本次数据是什么格式。

Content-Type: text/html; charset=utf-8

上?的类型表明，发送的是??，?且编码是UTF-8。

客户端请求的时候，可以使? Accept 字段声明??可以接受哪些数据格式。

Accept: * / *

上?代码中，客户端声明??可以接受任何格式的数据。

5. Content-Encoding 字段

Content-Encoding字段说明数据的压缩?法。表示服务器返回的数据使?了什么压缩格式

Content-Encoding: gzip

上?表示服务器返回的数据采?了 gzip ?式压缩，告知客户端需要?此?式解压。

Accept-Encoding: gzip, deflate
客户端在请求时，? Accept-Encoding字段说明??可以接受哪些压缩?法。

二、GET与POST

说?下 GET 和 POST 的区别？

Get?法的含义是请求从服务器获取资源，这个资源可以是静态的?本、??、图?视频等。
?如，你打开我的?章，浏览器就会发送 GET 请求给服务器，服务器就会返回?章的所有?字及资源。

? POST?法则是相反操作，它向URI指定的资源提交数据，数据就放在报?的 body ?。

?如，你在我?章底部，敲?了留?后点击「提交」，浏览器就会执??次 POST 请求，把你的留??字放进了报? body ?，然后拼接好 POST 请求头，通过 TCP 协议发送给服务器。

GET 和 POST ?法都是安全和幂等的吗？

先说明下安全和幂等的概念：

• 在 HTTP 协议?，所谓的「安全」是指请求?法不会「破坏」服务器上的资源。
• 所谓的「幂等」，意思是多次执?相同的操作，结果都是「相同」的。

那么很明显 GET ?法就是安全且幂等的，因为它是「只读」操作，?论操作多少次，服务器上的数据都是安全的，且每次的结果都是相同的。

POST因为是「新增或提交数据」的操作，会修改服务器上的资源，所以是不安全的，且多次提交数据就会创建多个资源，所以不是幂等的。

三、HTTP特征

你知道的 HTTP（1.1） 的优点有哪些，怎么体现的？

HTTP 最凸出的优点是「简单、灵活和易于扩展、应??泛和跨平台」。

1. 简单

HTTP 基本的报?格式就是header + body ，头部信息也是 key-value简单?本的形式，易于理解，降低了学习和使?的?槛。

2. 灵活和易于扩展

HTTP协议?的各类请求?法、URI/URL、状态码、头字段等每个组成要求都没有被固定死，都允许开发?员?定义和扩充。
同时 HTTP 由于是?作在应?层（ OSI 第七层），则它下层可以随意变化。
HTTPS 也就是在 HTTP 与 TCP 层之间增加了 SSL/TLS 安全传输层，HTTP/3 甚?把 TCP 层换成了基于 UDP 的QUIC。

3. 应??泛和跨平台

互联?发展?今，HTTP 的应?范围?常的?泛，从台式机的浏览器到?机上的各种 APP，从看新闻、刷贴吧到购物、理财、吃鸡，HTTP 的应??地开花，同时天然具有跨平台的优越性。

那它的缺点呢？

HTTP 协议?有优缺点?体的双刃剑，分别是「?状态、明?传输」，同时还有??缺点「不安全」。

1. ?状态双刃剑

?状态的好处，因为服务器不会去记忆 HTTP 的状态，所以不需要额外的资源来记录状态信息，这能减轻服务器的负担，能够把更多的 CPU 和内存?来对外提供服务。

?状态的坏处，既然服务器没有记忆能?，它在完成有关联性的操作时会?常麻烦。
例如登录->添加购物?->下单->结算->?付，这系列操作都要知道?户的身份才?。但服务器不知道这些请求是有关联的，每次都要问?遍身份信息。

这样每操作?次，都要验证信息，这样的购物体验还能愉快吗？别问，问就是酸爽！
对于?状态的问题，解法?案有很多种，其中?较简单的?式? Cookie技术。
Cookie 通过在请求和响应报?中写? Cookie 信息来控制客户端的状态。

相当于，在客户端第?次请求后，服务器会下发?个装有客户信息的「?贴纸」，后续客户端请求服务器的时候，带上「?贴纸」，服务器就能认得了了。

2. 明?传输双刃剑

明?意味着在传输过程中的信息，是可?便阅读的，通过浏览器的 F12 控制台或 Wireshark 抓包都可以直接?眼查看，为我们调试?作带了极?的便利性。

但是这正是这样，HTTP 的所有信息都暴露在了光天化?下，相当于信息裸奔。在传输的漫?的过程中，信息的内容都毫?隐私可?，很容易就能被窃取，如果??有你的账号密码信息，那你号没了。

3. 不安全

HTTP ?较严重的缺点就是不安全：

• 通信使?明?（不加密），内容可能会被窃听。?如，账号信息容易泄漏，那你号没了。
• 不验证通信?的身份，因此有可能遭遇伪装。?如，访问假的淘宝、拼多多，那你钱没了。
• ?法证明报?的完整性，所以有可能已遭篡改。?如，??上植?垃圾?告，视觉污染，眼没了。

HTTP 的安全问题，可以? HTTPS 的?式解决，也就是通过引? SSL/TLS 层，使得在安全上达到了极致。
【补】：https会在后面几篇博客讲

那你再说下 HTTP/1.1 的性能如何？

HTTP 协议是基于TCP/IP，并且使?了「请求 - 应答」的通信模式，所以性能的关键就在这两点?。

1. 长连接

早期 HTTP/1.0 性能上的?个很?的问题，那就是每发起?个请求，都要新建?次 TCP 连接（三次握?），?且是串?请求，做了?谓的 TCP 连接建?和断开，增加了通信开销。

为了解决上述 TCP 连接问题，HTTP/1.1 提出了?连接的通信?式，也叫持久连接。这种?式的好处在于减少了TCP 连接的重复建?和断开所造成的额外开销，减轻了服务器端的负载。

持久连接的特点是，只要任意?端没有明确提出断开连接，则保持 TCP 连接状态。

2. 管道?络传输

HTTP/1.1 采?了?连接的?式，这使得管道（pipeline）?络传输成为了可能。

即可在同?个 TCP 连接??，客户端可以发起多个请求，只要第?个请求发出去了，不必等其回来，就可以发第?个请求出去，可以减少整体的响应时间。

举例来说，客户端需要请求两个资源。以前的做法是，在同?个TCP连接??，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。要是前?的回应特别慢，后?就会有许多请求排队等着。这称为「队头堵塞」。

3. 队头阻塞

「请求 - 应答」的模式加剧了 HTTP 的性能问题。

因为当顺序发送的请求序列中的?个请求因为某种原因被阻塞时，在后?排队的所有请求也?同被阻塞了，会招致客户端?直请求不到数据，这也就是「队头阻塞」。好?上班的路上塞?。

四、HTTP与HTTPS

HTTP 与 HTTPS 有哪些区别？

1. HTTP 是超?本传输协议，信息是明?传输，存在安全?险的问题。HTTPS 则解决 HTTP 不安全的缺陷，在TCP 和 HTTP ?络层之间加?了 SSL/TLS 安全协议，使得报?能够加密传输。
2. HTTP 连接建立相对简单， TCP 三次握?之后便可进行 HTTP 的报?传输。而HTTPS 在 TCP 三次握?之后，还需进行 SSL/TLS 的握?过程，才可进?加密报?传输。
3. HTTP 的端?号是 80，HTTPS 的端口号是 443。
4. HTTPS 协议需要向 CA（证书权威机构）申请数字证书，来保证服务器的身份是可信的。

HTTPS 解决了 HTTP 的哪些问题？

HTTP 由于是明?传输，所以安全上存在以下三个?险

• 窃听?险，?如通信链路上可以获取通信内容，?户号容易没。
• 篡改?险，?如强制植?垃圾?告，视觉污染，?户眼容易瞎。
• 冒充?险，?如冒充淘宝?站，?户钱容易没。
  
  HTTPS 在 HTTP 与 TCP 层之间加?了 SSL/TLS 协议，可以很好的解决了上述的?险：
• 信息加密：交互信息?法被窃取，但你的号会因为「?身忘记」账号?没。
• 校验机制：?法篡改通信内容，篡改了就不能正常显示，但百度「竞价排名」依然可以搜索垃圾?告。
• 身份证书：证明淘宝是真的淘宝?，但你的钱还是会因为「剁?」?没。

可?，只要?身不做「恶」，SSL/TLS 协议是能保证通信是安全的。

HTTPS 是如何解决上?的三个?险的？

• 混合加密的方式实现信息的机密性，解决了窃听的?险。
• 摘要算法的方式来实现完整性，它能够为数据?成独???的「指纹」，指纹?于校验数据的完整性，解决了篡改的?险。
• 将服务器公钥放?到数字证书中，解决了冒充的?险。

1. 混合加密

通过混合加密的?式可以保证信息的机密性，解决了窃听的?险。

【tip】：这张图看不懂没关系，后面会有详细解释

HTTPS 采?的是对称加密和?对称加密结合的「混合加密」?式：

• 在通信建?前采??对称加密的?式交换「会话秘钥」，后续就不再使??对称加密。
• 在通信过程中全部使?对称加密的「会话秘钥」的?式加密明?数据。

采?「混合加密」的?式的原因：

• 对称加密只使??个密钥，运算速度快，密钥必须保密，?法做到安全的密钥交换。
• ?对称加密使?两个密钥：公钥和私钥，公钥可以任意分发?私钥保密，解决了密钥交换问题但速度慢

2. 摘要算法

摘要算法?来实现完整性，能够为数据?成独???的「指纹」，?于校验数据的完整性，解决了篡改的?险。

客户端在发送明?之前会通过摘要算法(Hash算法)算出明?的「指纹」，发送的时候把「指纹 + 明?」?同加密成密?后，发送给服务器，服务器解密后，?相同的摘要算法算出发送过来的明?，通过?较客户端携带的「指纹」和当前算出的「指纹」做?较，若「指纹」相同，说明数据是完整的。
【tip】:这里所说的“指纹”，即数字摘要

3. 数字证书

客户端先向服务器端索要公钥，然后?公钥加密信息，服务器收到密?后，???的私钥解密。

这就存在些问题，如何保证公钥不被篡改和信任度？

所以这?就需要借助第三?权威机构 CA （数字证书认证机构），将服务器公钥放在数字证书（由数字证书认证机构颁发）中，只要证书是可信的，公钥就是可信的。

通过数字证书的?式保证服务器公钥的身份，解决冒充的?险。

HTTPS 是如何建?连接的？其间交互了什么？

SSL/TLS 协议基本流程：

• 客户端向服务器索要并验证服务器的公钥。
• 双?协商?产「会话秘钥」。
• 双?采?「会话秘钥」进?加密通信。

前两步也就是 SSL/TLS 的建?过程，也就是握?阶段。
SSL/TLS 的「握?阶段」涉及四次通信，可?下图：

普通三次握手之后，

SSL/TLS 协议建?的详细流程：

1. Client Hello

?先，由客户端向服务器发起加密通信请求，也就是ClientHello请求。
在这?步，客户端主要向服务器发送以下信息：
（1）客户端?持的 SSL/TLS 协议版本，如 TLS 1.2 版本。
（2）客户端?产的随机数（ Client Random ），后??于?产「会话秘钥」。
（3）客户端?持的密码套件列表，如 RSA 加密算法。
2. Server Hello

服务器收到客户端请求后，向客户端发出响应，也就是 SeverHello 。服务器回应的内容有如下内容：
（1）确认 SSL/ TLS 协议版本，如果浏览器不?持，则关闭加密通信。
（2）服务器?产的随机数（ Server Random ），后??于?产「会话秘钥」。
（3）确认的密码套件列表，如 RSA 加密算法。
（4）服务器的数字证书。
3. 客户端回应

客户端收到服务器的回应之后，?先通过浏览器或者操作系统中的 CA 公钥，确认服务器的数字证书的真实性。
如果证书没有问题，客户端会从数字证书中取出服务器的公钥，然后使?它加密报?，向服务器发送如下信息：
（1）?个随机数（ pre-master key ）(预主密钥)。该随机数会被服务器公钥加密。
（2）加密通信算法改变通知，表示随后的信息都将?「会话秘钥」加密通信。
（3）客户端握?结束通知，表示客户端的握?阶段已经结束。这?项同时把之前所有内容的发?的数据做个摘要，?来供服务端校验。

此时，服务器和客户端就同时有三个随机数，接着就?双?协商的加密算法，通过前两个随机数以及第三个随机数，各??成本次通信的「会话秘钥」。

4. 服务器的最后回应

服务器收到客户端的第三个随机数（ pre-master key ）之后，通过协商的加密算法，计算出本次通信的「会话秘钥」。然后，向客户端发?最后的信息：
（1）加密通信算法改变通知，表示随后的信息都将?「会话秘钥」加密通信。
（2）服务器握?结束通知，表示服务器的握?阶段已经结束。这?项同时把之前所有内容的发?的数据做个摘要，?来供客户端校验。

?此，整个 SSL/TLS 的握?阶段全部结束。接下来，客户端与服务器进?加密通信，就完全是使?普通的 HTTP协议，只不过?「会话秘钥」加密内容。

五、HTTP/1.1、HTTP/2、HTTP/3 演变

说说 HTTP/1.1 相? HTTP/1.0 提?了什么性能？

HTTP/1.1 相? HTTP/1.0 性能上的改进：

• 使? TCP ?连接的?式改善了 HTTP/1.0 短连接造成的性能开销。
• ?持管道（pipeline）?络传输，只要第?个请求发出去了，不必等其回来，就可以发第?个请求出去，可以减少整体的响应时间。

但 HTTP/1.1 还是有性能瓶颈：

• 请求 / 响应头部（Header）未经压缩就发送，?部信息越多延迟越?。只能压缩 Body 的部分；
• 发送冗?的?部。每次互相发送相同的?部造成的浪费较多；
• 服务器是按请求的顺序响应的，如果服务器响应慢，会招致客户端?直请求不到数据，也就是队头阻塞；
• 没有请求优先级控制；
• 请求只能从客户端开始，服务器只能被动响应。

那上?的 HTTP/1.1 的性能瓶颈，HTTP/2 做了什么优化？

HTTP/2 协议是基于 HTTPS 的，所以 HTTP/2 的安全性也是有保障的。
那 HTTP/2 相? HTTP/1.1 性能上的改进：

1. 头部压缩

HTTP/2 会压缩头（Header）如果你同时发出多个请求，他们的头是?样的或是相似的，那么，协议会帮你消除重复的部分。

这就是所谓的HPACK算法：在客户端和服务器同时维护?张头信息表，所有字段都会存?这个表，?成?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?速度了。

2. ?进制格式

HTTP/2 不再像 HTTP/1.1 ?的纯?本形式的报?，?是全?采?了?进制格式，头信息和数据体都是?进制，并且统称为帧（frame）：头信息帧和数据帧。

这样虽然对?不友好，但是对计算机?常友好，因为计算机只懂?进制，那么收到报?后，?需再将明?的报?转成?进制，?是直接解析?进制报?，这增加了数据传输的效率。

3. 数据流

HTTP/2 的数据包不是按顺序发送的，同?个连接??连续的数据包，可能属于不同的回应。因此，必须要对数据包做标记，指出它属于哪个回应。

每个请求或回应的所有数据包，称为?个数据流（ Stream ）。每个数据流都标记着?个独???的编号，其中规定客户端发出的数据流编号为奇数， 服务器发出的数据流编号为偶数

客户端还可以指定数据流的优先级。优先级?的请求，服务器就先响应该请求。

4. 多路复用

HTTP/2 是可以在?个连接中并发多个请求或回应，?不?按照顺序??对应。

移除了 HTTP/1.1 中的串?请求，不需要排队等待，也就不会再出现「队头阻塞」问题，降低了延迟，?幅度提?了连接的利?率。

举例来说，在?个 TCP 连接?，服务器收到了客户端 A 和 B 的两个请求，如果发现 A 处理过程?常耗时，于是就回应 A 请求已经处理好的部分，接着回应 B 请求，完成后，再回应 A 请求剩下的部分。

5. 服务器推送

HTTP/2 还在?定程度上改善了传统的「请求 - 应答」?作模式，服务不再是被动地响应，也可以主动向客户端发送消息。

举例来说，在浏览器刚请求 HTML 的时候，就提前把可能会?到的 JS、CSS ?件等静态资源主动发给客户端，减少延时的等待，也就是服务器推送（Server Push，也叫 Cache Push）。

HTTP/2 有哪些缺陷？HTTP/3 做了哪些优化？

HTTP/2 主要的问题在于，多个 HTTP 请求在复??个 TCP 连接，下层的 TCP 协议是不知道有多少个 HTTP 请求的。所以?旦发?了丢包现象，就会触发 TCP 的重传机制，这样在?个 TCP 连接中的所有的 HTTP 请求都必须等待这个丢了的包被重传回来。

• HTTP/1.1 中的管道（ pipeline）传输中如果有?个请求阻塞了，那么队列后请求也统统被阻塞住了
• HTTP/2 多个请求复??个TCP连接，?旦发?丢包，就会阻塞住所有的 HTTP 请求。

这都是基于 TCP 传输层的问题，所以 HTTP/3 把 HTTP 下层的 TCP 协议改成了 UDP！

UDP 发?是不管顺序，也不管丢包的，所以不会出现 HTTP/1.1 的队头阻塞 和 HTTP/2 的?个丢包全部重传问题。

?家都知道 UDP 是不可靠传输的，但基于 UDP 的 QUIC 协议可以实现类似 TCP 的可靠性传输。

• QUIC 有??的?套机制可以保证传输的可靠性的。当某个流发?丢包时，只会阻塞这个流，其他流不会受到影响。
• TLS3 升级成了最新的 1.3 版本，头部压缩算法也升级成了 QPack 。
• HTTPS 要建??个连接，要花费 6 次交互，先是建?三次握?，然后是TLS/1.3的三次握?。QUIC 直接把以往的 TCP 和 TLS/1.3的 6 次交互合并成了 3 次，减少了交互次数。
  
  所以， QUIC 是?个在 UDP 之上的伪 TCP + TLS + HTTP/2 的多路复?的协议。

QUIC 是新协议，对于很多?络设备，根本不知道什么是 QUIC，只会当做 UDP，这样会出现新的问题。所以HTTP/3 现在普及的进度?常的缓慢，不知道未来 UDP 是否能够逆袭 TCP。