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网络协议-- 底层网络知识详解(应用层-Http)

网络协议-- 底层网络知识详解(应用层-Http)

作者: zhujunhua | 来源:发表于2020-10-01 07:52 被阅读0次

HTTP

HTTP 请求的构建

HTTP 1.1


HTTP报文

第一部分:请求行

常见的方法包括 GET,POST,PUT,DELETE

第二部分:首部字段

首部是 key value,通过冒号分隔。这里面,往往保存了一些非常重要的字段。

  • Accept-Charset,表示客户端可以接受的字符集。防止传过来的是另外的字符集,从而导致出现乱码。
  • Content-Type 是指正文的格式。例如,我们进行 POST 的请求,如果正文是 JSON,那么我们就应该将这个值设置为 JSON。
  • Cache-control 是用来控制缓存的。当客户端发送的请求中包含 max-age 指令时,如果判定缓存层中,资源的缓存时间数值比指定时间的数值小,那么客户端可以接受缓存的资源;当指定 max-age 值为 0,那么缓存层通常需要将请求转发给应用集群。
  • If-Modified-Since 也是一个关于缓存的。也就是说,如果服务器的资源在某个时间之后更新了,那么客户端就应该下载最新的资源;如果没有更新,服务端会返回“304 Not Modified”的响应,那客户端就不用下载了,也会节省带宽。

HTTP 请求的发送

HTTP 协议是基于 TCP 协议的,所以它使用面向连接的方式发送请求,通过 stream 二进制流的方式传给对方。当然,到了 TCP 层,它会把二进制流变成一个个报文段发送给服务器。
在发送给每个报文段的时候,都需要对方有一个回应 ACK,来保证报文可靠地到达了对方。如果没有回应,那么 TCP 这一层会进行重新传输,直到可以到达。同一个包有可能被传了好多次,但是 HTTP 这一层不需要知道这一点,因为是 TCP 这一层在埋头苦干。
TCP 层发送每一个报文的时候,都需要加上自己的地址(即源地址)和它想要去的地方(即目标地址),将这两个信息放到 IP 头里面,交给 IP 层进行传输。
后续交给网络层处理。

HTTP 返回的构建

HTTP 的返回报文也是有一定格式的。这也是基于 HTTP 1.1 的。


HTTP返回的构建

首部的 key value:

  • Retry-After 表示,告诉客户端应该在多长时间以后再次尝试一下。“503 错误”是说“服务暂时不再和这个值配合使用”。
  • Content-Type,表示返回的是 HTML,还是 JSON。

HTTP 2.0

HTTP 2.0 成功解决了 HTTP 1.1 的队首阻塞问题,同时,也不需要通过 HTTP 1.x 的 pipeline 机制用多条 TCP 连接来实现并行请求与响应;减少了 TCP 连接数对服务器性能的影响,同时将页面的多个数据 css、js、 jpg 等通过一个数据链接进行传输,能够加快页面组件的传输速度。

因为 HTTP 2.0 也是基于 TCP 协议的,TCP 协议在处理包时是有严格顺序的。

HTTP 2.0 通过头压缩、分帧、二进制编码、多路复用等技术提升性能。

QUIC 协议

QUIC 协议通过基于 UDP 自定义的类似 TCP 的连接、重试、多路复用、流量控制技术,进一步提升性能。

  • 机制一:自定义连接机制
  • 机制二:自定义重传机制
    TCP 为了保证可靠性,通过使用序号和应答机制,来解决顺序问题和丢包问题。
    QUIC 也有个序列号,是递增的。任何一个序列号的包只发送一次,下次就要加一了。
    QUIC 定义了一个 offset 概念,可以区分不同的序列号是否为同一个包(重传)。
  • 机制三:无阻塞的多路复用
  • 机制四:自定义流量控制
    TCP 的流量控制是通过滑动窗口协议。在 TCP 协议中,接收端的窗口的起始点是下一个要接收并且 ACK 的包,即便后来的包都到了,放在缓存里面,窗口也不能右移,因为 TCP 的 ACK 机制是基于序列号的累计应答,一旦 ACK 了一个序列号,就说明前面的都到了,所以只要前面的没到,后面的到了也不能 ACK,就会导致后面的到了,也有可能超时重传,浪费带宽。
    QUIC 的 ACK 是基于 offset 的,每个 offset 的包来了,进了缓存,就可以应答,应答后就不会重发,中间的空档会等待到来或者重发即可,而窗口的起始位置为当前收到的最大 offset,从这个 offset 到当前的 stream 所能容纳的最大缓存,是真正的窗口大小。显然,这样更加准确。

参考:
极客时间-趣谈网络协议

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