HTTP知识总结

1.网络模型 应用层、传输层、网络层、数据链路层、物理层

网络层：HTTP协议、FTP协议、DNS 协议 传输层：TCP协议、UDP协议 网络层： IP（internet protocol）协议 数据链路层：硬件 注意： TCP/IP协议是互联网各类协议族的总称

2.一个HTTP请求的过程

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• 首先作为发送端的客户端在应用层 (HTTP 协议)发出一个想看某个 Web 页面的 HTTP 请求。

接着，为了传输方便，在传输层(TCP 协议)把从应用层处收到的数 据(HTTP 请求报文)进行分割，并在各个报文上打上标记序号及端 口号后转发给网络层。 在网络层(IP 协议)，增加作为通信目的地的 MAC 地址后转发给链 路层。这样一来，发往网络的通信请求就准备齐全了。 接收端的服务器在链路层接收到数据，按序往上层发送，一直到应用 层。当传输到应用层，才能算真正接收到由客户端发送过来的 HTTP 请求。 TCP协议通信的三次握手 syn synchronize ack acknowledgement [图片上传失败...(image-102eb-1583985222182)]

3.代理、网关、隧道

代理 代理是一种有转发功能的应用程序，它扮演了位于服务器和客户 端“中间人”的角色，接收由客户端发送的请求并转发给服务器，同时 也接收服务器返回的响应并转发给客户端。 每次通过代理服务器转发请求或响应时，会追加写入 Via 首 部信息 [图片上传失败...(image-90cc7d-1583985222181)]

缓存代理 代理转发响应时，缓存代理(Caching Proxy)会预先将资源的副本 (缓存)保存在代理服务器上。 当代理再次接收到对相同资源的请求时，就可以不从源服务器那里获 取资源，而是将之前缓存的资源作为响应返回。 透明代理 转发请求或响应时，不对报文做任何加工的代理类型被称为透明代理 (Transparent Proxy)。反之，对报文内容进行加工的代理被称为非 透明代理。 网关 网关是转发其他服务器通信数据的服务器，接收从客户端发送来的请 求时，它就像自己拥有资源的源服务器一样对请求进行处理。有时客 户端可能都不会察觉，自己的通信目标是一个网关。网关的工作机制和代理十分相似。而网关能使通信线路上的服务器提供非 HTTP 协议服务。 隧道 隧道是在相隔甚远的客户端和服务器两者之间进行中转，并保持双方 通信连接的应用程序。

4.HTTP 首部字段（请求头）

• 通用首部字段
  

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• 请求首部字段
  

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• 响应首部字段

  
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• 实体首部字段
  

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Cache-Control 缓存指令

• 请求指令

  
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• 响应指令

  
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Connecttion 持久连接 不再转发给代理

• Connection: 不再转发的首部字段名

• Connection: close 请求后断开链接

• connection: Keep-Alive HTTP/1.1默认链接是持久连接

Pragma 向后兼容缓存的 HTTP/1.1中直接使用Cache-Control

Trailer

Transfer-Encoding 规定了传输报文主体采用的编码，仅对分块传输编码有效

Upgrade 检测HTTP协议及其他协议是否可以使用更高的版本进行通信

Via 追踪客户端与服务器之间的请求和响应报文的传输路径

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Content-Type 报文主体的对象类型

• text/html

Accept 用户代理能够处理的媒体类型及媒体 类型的相对优先级

Accept-Charset 通知服务器用户代理支持的字符集及 字符集的相对优先顺序

Accept-Encoding 告知服务器用户代理支持的内容编码及 内容编码的优先级顺序

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。可一次 指定多种自然语言集。

Host 首部字段 Host 会告知服务器，请求的资源所处的互联网主机名和端 口号。Host 首部字段在 HTTP/1.1 规范内是唯一一个必须被包含在请 求内的首部字段。

If-Match 首部字段 If-Match，属附带条件之一，它会告知服务器匹配资源所用 的实体标记(ETag)值

形如 If-xxx 这种样式的请求首部字段，都可称为条件请求。服务器接 收到附带条件的请求后，只有判断指定条件为真时，才会执行请求。

如果在If-Modified-Since 字段指定的日期时间后，资源发生了 更新，服务器会接受请求

Max-Forward: 请求被转发的次数，每次减1，到0后直接返回

Proxy-Authorization 接收到从代理服务器发来的认证质询时，客户端会发送包含首部字段 Proxy-Authorization 的请求，以告知服务器认证所需要的信息。

Range Range: bytes=5001-10000

Referer 首部字段 Referer 会告知服务器请求的原始资源的 URI。

ETag 服务器返回的实体标识，将资源以字符串形式做唯一性标识的方式

Location: http://www.test.com 重定向指定的url

Retry-After： 120 服务端告知客户端在多久之后再次发送请求

Server: Apache/2.2.17 (Unix) 服务器上HTTP服务器应用程序的信息

Vary 当代理服务器接收到带有 Vary 首部字段指定获取资源的请求时，如果使用的 Accept-Language 字段的值相同，那么就直接从缓存返回响应。反之，则需要先从源服务器端获取资源后才能作为响应返回

Allow: GET, HEAD 告知客户端服务器支持的HTTP请求方式

Content-Encoding: gzip 告知客户端服务器对实体的主体部分的编码方式

Content-Location: http://abc.html 返回的资源对应的URI

Content-Type: text/html; charset=UTF-8 实体主体内对象的媒体类型 和 Accept 字段使用形式一样 Expires: Wed, 04 Jul 2020 08:33:22 GMT 资源失效日期，超过该时间后，请求会转向源服务器 优先级低于Cache-Control

Set-Cookie: status=enable; expires=Tue, 04 Jul 2020 07:22:22

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Cookie: status=enable 首部字段 Cookie 会告知服务器，当客户端想获得 HTTP 状态管理支 持时，就会在请求中包含从服务器接收到的 Cookie。接收到多个 Cookie 时，同样可以以多个 Cookie 形式发送。

5.HTTP请求的安全机制

1.加密通道 SSL(Secure Socket Layer) 安全套接层 TLS （Transport Layer Security) 安全层传输协议

2.加密报文内容

3.HTTPS:

• HTTP加上加密处理和认证以及完整性保护后即是HTTPS（HTTP secure）

• 通常，HTTP 直接和 TCP 通信。当使用 SSL 时，则演变成先和 SSL 通 信，再由 SSL 和 TCP 通信了。简言之，所谓 HTTPS，其实就是身披 SSL 协议这层外壳的 HTTP。

• 和使用 HTTP 相比，网络负载可能会变慢 2 到 100 倍。除去和 TCP 连接、发送 HTTP 请求 • 响应以外，还必须进行 SSL 通信， 因此整体上处理通信量不可避免会增加。

• 另一点是 SSL 必须进行加密处理。在服务器和客户端都需要进行 加密和解密的运算处理。因此从结果上讲，比起 HTTP 会更多地 消耗服务器和客户端的硬件资源，导致负载增强。

6.确认访问用户身份的认证

1.Basic认证（基本认证）

• 客户端请求浏览器后，浏览器会返回状态码401 Authorization Required 并且返回WWW-Authenticate 的首部字段的响应。

• 客户端将用户ID和密码（以冒号链接，并且经过Base64编码处理）发送给服务器。Authorization: Basic xxxxxxxxx

• 服务端对Authorization进行解析并验证用户，正确则返回一条包含Request-URI资源的响应

2.Digest认证

• 客户端请求服务器后，服务器返回状态码401 和 Authorization Required 并且返回WWW-Authenticate 的首部字段的响应。

• 客户端将包含DIGEST认证必须的首字段Authorization信息。首部字段包含username 、realm、nonce、uri和response的字段信息。

• 服务端对Authorization进行解析并验证用户，正确则返回一条包含Request-URI资源的响应。并且会在首部字段Authentication-Info写入一些认证成功的相关信息。

  3.SSL客户端认证

  SSL 即是HTTPS请求的认证过程，客户端必须事先将可证书安装。

• 服务器接收到需要认证资源的请求，发送Certificate Request报文，要求客户端提供客户端证书。

• 客户端将证书信息以Client Certificate报文方式发送给服务器。

• 服务端验证通过后方可领取证书内客户端的公开密钥，开始HTTPS通信。

  4.基于表单验证

  多数web程序使用的认证方式，通过表单登录服务器，通过session和cookie的方式进行验证。

1.HTTP的瓶颈

• 一条链接上只能发送一个请求
• 请求只能从客户端开始，服务器进行响应
• 请求、响应的首部未经压缩，内容越多，传输越慢
• 每次发送相同的首部信息，造成资源的浪费
• 压缩格式可以任选，不是强制压缩发送

2.解决办法

• Ajax(Asynchronous JavaScript and XML) 请求，通过异步加载的方式，来局部的更新web应用的页面

• Comet客户端向服务器发起请求后，服务器不会立即响应，而是先将响应挂起，等到有内容更新的时候，才会向客户端返回响应。但是这样会消耗服务器的资源。

• SPDY 在TCP/IP的应用层与传输层之间通过新加会话层的形式运作。通信中使用SSL加密。它有以下功能：

  ​ 多路复用：单一的TCP链接可以无限制的处理多个HTTP请求，TCP处理的效率得到提高。

  ​ 赋予请求优先级：可以给请求分配优先级顺序。

  ​ 压缩HTTP首部：压缩请求和响应的首部，提高效率。

  ​ 支持推送功能：服务器可以直接发送数据到客户端。

  ​ 服务器提示功能：服务器可以主动提示客户端请求所需的资源。

3.WebSocket协议

WebSocket通信协议建立后，客户端和服务端可以互相发送任意格式的数据。

主要特点：

• 推送功能
• 减少通信量 建立连接后会一直保持连接，且首部信息很小。建立连接只需要一次握手。

4.HTTP2.0

HTTP/2协议是基于HTTPS的，所以它的安全性有保障。相比HTTP/1.1性能上的改进

• 头部压缩：会压缩头部，如果同时发出多个请求，他们的头是一样的或者相似的，协议会帮你消除重复的部分
• 二进制格式： 不再采用HTTP/1.1中的纯文本形式的报文，全面采用了二进制的格式，把头和请求体称为头信息帧和数据帧。二进制增加了数据传输的效率。
• 数据流：数据包不是按照顺序发送的，同一个连接里面连接的数据包，可能属于不同的回应。每个请求或回应的所有数据包称为一个数据流。客户端还可以指定数据流的优先级。
• 多路复用：可以在一个连接中并发的发送多个请求，而不用按照顺序一一对应的响应。降低了延迟，大幅度的提高了连接的利用率。
• 服务器推送：服务器可以主动向客户端发送数据。

5.HTTP/3

• 把传输层的TCP协议改成了UDP协议，TCP协议是可靠的，UDP不是可靠的协议，但是基于UPD的QUIC协议可以实现类似TCP的可靠性传输。

• HTTPS 要建立一个连接，要花费 6 次交互，先是建立三次握手，然后是 TLS/1.3 的三次握手。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。