[网络协议]02.熟悉 HTTP 协议结构和通讯原理

熟悉 HTTP 协议结构和通讯原理

1. HTTP 协议特点

1.1 支持客户/服务器模式

客户/服务器模式工作的方式是由客户端向服务器发出请求，服务器端响应请求，并进行相应任务。

HTTP 规则规定了请求从客户端发出，然后服务端发出响应，因此是客户端先发出请求。

1.2 简单快速

• 客户向服务器请求服务时，只需传送请求方法和路径。
• 请求方法常用的有 GET、POST。每种方法规定了客户与服务器联系的类型不同
• 由于 HTTP 协议简单，使得 HTTP 服务器的规模程序规模小，因而通信速度很快。

1.3 灵活

• HTTP 允许传输任意类型的数据对象
• 正在传输的类型由 Content-Type (Content-Type 是 HTTP 包中用来表示内容类型的标识) 加以标记。

1.4 无连接

• 无连接的含义是限制每次连接只处理一个请求。

• 服务器处理完客户的请求，并收到客户的应答后，即断开连接。

• 采用这种方式可以节省传输时间。

TCP 长连接：随着时间的推移，网页变得越来越复杂，每次 HTTP 请求都建立一次 TCP 连接显得效率低下，因此提出了 keep-alive 功能，让客户端对服务器的 TCP 连接持续有效，避免重新建立连接。keep-alive 设置超时时间，避免连接一直没断开。

1.5 无状态

• HTTP 协议是无状态协议
• 无状态是指协议对于事务处理没有记忆能力。缺少状态意味着如果后续处理需要前面的信息，则它必须重传，这样可能导致每次连接传送的数据量增大。
• 另一方面，在服务器不需要先前信息时它的应答就比较快。

Web 应用程序出现后，无状态的特性阻碍了交互，因此产生了 cookie 和 session。

2. URL 与 URI 的区别与联系

Q：我们输入在浏览器里的 Web 地址应该叫 URL 还是 URI？

定义

• URI：统一资源标识符（Uniform Resource Identifier，URI)，是一个紧凑的字符串用来表示抽象或物理资源。
• URI 可以进一步被分为定位符、名字或者两者都是。
• URL（统一资源定位符，Uniform Resource Locator）是 URI 的子集，除了确定一个资源，还提供一种定位该资源的主要访问机制（如其网络”位置“）。

区别

• URI 可以分为 URL，URN 或同时具备 locators 和 names 特性的一个东西。
• URN 作用就好像一个人的名字，URL 就像一个人的地址。
• 换句话说，URN 确定了东西的身份，URL 提供了找到它的方式。

总结

• URL 是 URI 的一种，但不是所有的 URI 都是 URL
• URI 和 URL 最大的区别是 ”访问机制“，即协议。因此输入 web 地址是 URI，因为并不清楚是 https 协议还是 ftp 协议，只是一个身份标识。
• URN 是唯一标识的一部分，是身份信息

3. HTTP 报文结构解析

3.1 请求报文

请求报文由三部分组成，请求行，请求头和请求体。

请求报文行

请求方法，GET 和 POST 是最常见的 HTTP 方法，除此以外还包括 DELETE、HEAD、OPTIONS、PUT、TRACE。

请求对应的 URI 地址，它和报文头的 Host 属性组成完整的请求 URI。

协议名称及版本号。

请求报文头

报文头包含若干个属性，格式为“属性名: 属性值”，服务端据此获取客户端的信息。

与缓存相关的规则信息，均包含在 header 中

请求报文体

报文体将一个页面表单中的组件值通过param1=value1&param2=value2 的键值对形式编码成一个格式化串，它承载多个请求参数的数据。不但报文体可以传递请求参数，请求URL也可以通过类似于 “/chapter15/user.html? param1=value1&param2=value2” 的方式传递请求参数。

3.2 HTTP 报文头

• HTTP 的报文头大体可以分为四类，分别是：

  通用报文头、请求报文头、响应报文头和实体报文头。

• 在 HTTP/1.1 里一共规范了 47 种报文头字段。

通用报文头

1. Connection

   Connection: keep-alive
   

   当一个网页打开完成后，客户端和服务器之间用于传输 HTTP 数据的 TCP 连接不会关闭，如果客户端再次访问这个服务器上的网页，会继续使用这一条已经建立的连接 。

   Connection: close
   

   代表一个 Request 完成后，客户端和服务器之间用于传输 HTTP 数据的 TCP 连接会关闭，当客户端再次发送 Request，需要重新建立 TCP 连接。

请求报文头

1. Accept

   作用：浏览器端可以接受的媒体类型

   text/html 代表服务器可以接收服务器回发的类型为 text/html 也就是我们常说的 html 文档，如果服务器无法返回 text/html 类型的数据，服务器应该返回一个 406 错误（Non Acceptable）

   Accept： */* 代表浏览器可以处理所有类型

   如果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；权重值 q 的范围是 0 - 1 （可精确到小数点后 3 位），且 1 为最大值。不指定权重 q 值时，默认权重为 q = 1.0。当服务器提供多种内容时，将会首先返回权重值最高的媒体类型。

2. Accept-Encoding

   作用：浏览器申明自己接收的编码方法，通常指定压缩方法，是否支持压缩，支持什么压缩方法（gzip，deflate）

   Accept-Encoding: gzip, deflate
   

3. Accept-Language

   作用：浏览器申明自己接收的语言

   Accept-Language: zh-cn,zh;q=0.7,en-us,en;q=0.3
   

   客户端在服务器有中文版资源的情况下，会请求其返回中文版对应的响应，没有中文版时，则请求返回英文版响应。

4. Host

   作用：请求报头域主要用于指定被请求资源的 Internet 主机和端口号，它通常从 HTTP URL 中提取出来

5. Referer

   当浏览器向 web 服务器发送请求的时候，一般会带上 Referer，告诉服务器我是从哪个页面链接过来的，服务器借此可以获得一些信息用于处理

6. User-Agent

   作用：告诉 HTTP 服务器，客户端使用的操作系统和浏览器的名称和版本。

   很多情况下我们会通过 User-Agent 来判断浏览器类型，从而进行不同的兼容设计。

响应报文头

实体报文头

1. Content-Type

   作用：说明了报文体内对象的媒体类型

   

   

3.3 响应报文

响应报文由三部分组成，响应行，响应头和响应体。

响应行

包含报文协议及版本，以及状态码和状态描述

响应头

响应报文头，也是由多个属性组成

响应体

响应报文体，即我们真正要的”干货“。

4. HTTP 请求方法剖析

4.1 GET

get 方法可以从 url 里边获取到信息，并且 url 长度有限制，因此无法携带大量信息。

4.2 POST

4.3 PUT

幂等性：一个操作无论执行多少次，都会得到相同的结果。

创建对象用 post，更新对象用 put

4.4 HEAD/DELETE

4.5 OPTIONS

4.6 TRACE/CONNECT

6. HTTP 响应状态码拆解

6. HTTP 状态管理：Cookie 与 Session

6.1 Cookie

• Cookie 实际上是一小段文本信息。客户端请求服务器，如果服务器需要记录该用户状态，就向客户端浏览器颁发一个 Cookie。

• 客户端浏览器会把 Cookie 保存起来。当浏览器再请求该网站的时候，浏览器把请求的网址连同该 Cookie 一同提交给服务器。服务器检查该 Cookie，以此来辨认用户状态。

6.2 Session

• Session 是另一种记录客户状态的机制，保存在服务器上。客户端浏览器访问服务器的时候，服务器把客户端信息以某种形式记录在服务器上。
• 客户端浏览器再次访问时只需要从该 Session 中查找该用户的状态就可以了。

保存 Session ID 的方式

• Cookie

• URL 重写，附加参数或者查询字符串

  

  

• 隐藏表单，服务器自动修改表单，添加一个隐藏字段，表单提交的时候可以把 session 传递到服务端。

Session 的有效期

• Session 超时失效
• 程序调用 HttpSession.invalidate()
• 服务器进程被停止

6.3 Cookie 与 Session

• 存放位置不同。Cookie 在客户端，Session 在服务端
• 安全性（隐私策略）的不同。敏感的信息别放 Cookie 里。
• Cookie 可以保存很长时间，服务端会定时清除 Session 来缓解服务端压力。SessionID 的过期时间默认为 -1，即关闭浏览器，会话结束就清除。
• 对服务器压力的不同。Session 对服务器的压力较大。