[精选] HTTP协议 与 TCP协议 的区别，作为web程序员必须要懂

Posted 2021-04-15 PHP自学中心

文章来自：https://www.cnblogs.com/hejiao123/p/10689823.html

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1 Docker+redis主从复制+读写分离实战
本公众号里回复：500244

2 HTTP协议原理与实践-web开发工程师必学
链接：http://www.mano100.cn/thread-286-1-1.html

精选文章正文

我们先来看看HTTP协议 与 TCP协议 的区别

TCP协议是传输层协议，主要解决数据如何在网络中传输，而HTTP是应用层协议，主要解决如何包装数据。

TCP/IP和HTTP协议的关系，从本质上来说，二者没有可比性，我们在传输数据时，可以只使用（传输层）TCP/IP协议，但是那样的话，如果没有应用层，便无法识别数据内容，如果想要使传输的数据有意义，则必须使用到应用层协议，应用层协议有很多，比如HTTP、FTP、TELNET 等，也可以自己定义应用层协议。WEB使用HTTP协议作应用层协议，以封装HTTP 文本信息，然后使用TCP/IP做传输层协议将它发到网络上。

Http协议是建立在TCP协议基础之上的，当浏览器需要从服务器获取网页数据的时候，会发出一次Http请求。Http会通过TCP建立起一个到服务器的连接通道，当本次请求需要的数据完毕后，Http会立即将TCP连接断开，这个过程是很短的，所以Http连接是一种短连接，是一种无状态的连接。

所谓的无状态，是指浏览器每次向服务器发起请求的时候，不是通过一个连接，而是每次都建立一个新的连接。如果是一个连接的话，服务器进程中就能保持住这个连接并且在内存中记住一些信息状态。

而每次请求结束后，连接就关闭，相关的内容就释放了，所以记不住任何状态，称为无状态连接。而我们直接通过Socket编程使用TCP协议的时候，因为我们自己可以通过代码区控制什么时候打开连接什么时候关闭连接，只要我们不通过代码把连接关闭，这个连接就会在客户端和服务端的进程中一直存在，相关状态数据会一直保存着。

HTTP定义

超文本传输协议，是一个基于请求与响应，无状态的，应用层的协议，常基于TCP/IP协议传输数据，互联网上应用最为广泛的一种网络协议,所有的WWW文件都必须遵守这个标准。设计HTTP的初衷是为了提供一种发布和接收HTML页面的方法。

HTTP连接举例：

我们模拟一下TCP短连接的情况，client向server发起连接请求，server接到请求，然后双方建立连接。client向server发送消息，server回应client，然后一次读写就完成了，这时候双方任何一个都可以发起close操作，不过一般都是client先发起 close操作。为什么呢，一般的server不会回复完client后立即关闭连接的，当然不排除有特殊的情况。

从上面的描述看，短连接一般只会在 client/server间传递一次读写操作。
短连接的操作步骤是：建立连接——数据传输——关闭连接…建立连接——数据传输——关闭连接

解释一下几个常用词

多路复用：通过单一的HTTP/2连接请求发起多重的请求-响应消息，多个请求stream共享一个TCP连接，实现多留并行而不是依赖建立多个TCP连接。

长连接：客户端和服务端建立连接后不进行断开，之后客户端再次访问这个服务器上的内容时，继续使用这一条连接通道。

短连接：客户端和服务端建立连接，发送完数据后立马断开连接。下次要取数据，需要再次建立连接。

Http长连接和TCP长连接的区别

Http长连接 和 TCP长连接的区别在于: TCP 的长连接需要自己去维护一套心跳策略。，而Http只需要在请求头加入keep-alive:true即可实现长连接。

HTTP报文格式

HTTP特点：

• 无状态：协议对客户端没有状态存储，对事物处理没有“记忆”能力，比如访问一个网站需要反复进行登录操作

• 无连接：HTTP/1.1之前，由于无状态特点，每次请求需要通过TCP三次握手四次挥手，和服务器重新建立连接。比如某个客户机在短时间多次请求同一个资源，服务器并不能区别是否已经响应过用户的请求，所以每次需要重新响应请求，需要耗费不必要的时间和流量。
  

• 基于请求和响应：基本的特性，由客户端发起请求，服务端响应

简单快速、灵活

• 通信使用明文、请求和响应不会对通信方进行确认、无法保护数据的完整性

HTTP通信传输

报文从运用层传送到运输层，运输层通过TCP三次握手和服务器建立连接，四次挥手释放连接。

TCP三次握手

为什么需要三次握手呢？

为了防止已失效的连接请求报文段突然又传送到了服务端，因而产生错误。

比如：client发出的第一个连接请求报文段并没有丢失，而是在某个网络结点长时间的滞留了，以致延误到连接释放以后的某个时间才到达server。本来这是一个早已失效的报文段，但是server收到此失效的连接请求报文段后，就误认为是client再次发出的一个新的连接请求，于是就向client发出确认报文段，同意建立连接。

假设不采用“三次握手”，那么只要server发出确认，新的连接就建立了，由于client并没有发出建立连接的请求，因此不会理睬server的确认，也不会向server发送数据，但server却以为新的运输连接已经建立，并一直等待client发来数据。所以没有采用“三次握手”，这种情况下server的很多资源就白白浪费掉了。

TCP四次挥手

为什么需要四次挥手呢？

TCP是全双工模式，当client发出FIN报文段时，只是表示client已经没有数据要发送了，client告诉server，它的数据已经全部发送完毕了；

但是，这个时候client还是可以接受来server的数据；当server返回ACK报文段时，表示它已经知道client没有数据发送了，但是server还是可以发送数据到client的；

当server也发送了FIN报文段时，这个时候就表示server也没有数据要发送了，就会告诉client，我也没有数据要发送了，如果收到client确认报文段，之后彼此就会愉快的中断这次TCP连接。

1、HTTP协议的几个重要概念

 1.连接(Connection)：一个传输层的实际环流，它是建立在两个相互通讯的应用程序之间。

 2.消息(Message)：HTTP通讯的基本单位，包括一个结构化的八元组序列并通过连接传输。

 3.请求(Request)：一个从客户端到服务器的请求信息包括应用于资源的方法、资源的标识符和协议的
   版本号

 4.响应(Response)：一个从服务器返回的信息包括HTTP协议的版本号、请求的状态
   (例如“成功”或“没找到”)和文档的MIME类型。

 5.资源(Resource)：由URI标识的网络数据对象或服务。

 6.实体(Entity)：数据资源或来自服务资源的回映的一种特殊表示方法，它可能被包围在一个请求
   或响应信息中。一个实体包括实体头信息和实体的本身内容。


 7.客户机(Client)：一个为发送请求目的而建立连接的应用程序。


 8.用户代理(Useragent)：初始化一个请求的客户机。它们是浏览器、编辑器或其它用户工具。


 9.服务器(Server)：一个接受连接并对请求返回信息的应用程序。


 10.源服务器(Originserver)：是一个给定资源可以在其上驻留或被创建的服务器。


 11.代理(Proxy)：一个中间程序，它可以充当一个服务器，也可以充当一个客户机，为其它客户机建立请求。
    请求是通过可能的翻译在内部或经过传递到其它的服务器中。一个代理在发送请求信息之前，必须解释
    并且如果可能重写它。

    代理经常作为通过防火墙的客户机端的门户，代理还可以作为一个帮助应用来通过协议处理没有被用户
    代理完成的请求。


 12.网关(Gateway)：一个作为其它服务器中间媒介的服务器。与代理不同的是，网关接受请求就好象对
    被请求的资源来说它就是源服务器；发出请求的客户机并没有意识到它在同网关打交道。

    网关经常作为通过防火墙的服务器端的门户，网关还可以作为一个协议翻译器以便存取那些存储在
    非HTTP系统中的资源。


 13.通道(Tunnel)：是作为两个连接中继的中介程序。一旦激活，通道便被认为不属于HTTP通讯，尽管
    通道可能是被一个HTTP请求初始化的。当被中继的连接两端关闭时，通道便消失。当一个门户(Portal)
    必须存在或中介(Intermediary)不能解释中继的通讯时通道被经常使用。


 14.缓存(Cache)：反应信息的局域存储。

2、 http请求由三部分组成，分别是：请求行、消息报头、请求正文

1、请求行以一个方法符号开头，以空格分开，后面跟着请求的URI和协议的版本，格式如下：

Method Request-URI HTTP-Version CRLF  

其中 Method表示请求方法；Request-URI是一个统一资源标识符；HTTP-Version表示请求的HTTP协议版本；CRLF表示回车和换行（除了作为结尾的CRLF外，不允许出现单独的CR或LF字符）。

请求方法（所有方法全为大写）有多种，各个方法的解释如下：

GET     请求获取Request-URI所标识的资源
POST    在Request-URI所标识的资源后附加新的数据
HEAD    请求获取由Request-URI所标识的资源的响应消息报头
PUT     请求服务器存储一个资源，并用Request-URI作为其标识
DELETE  请求服务器删除Request-URI所标识的资源
TRACE   请求服务器回送收到的请求信息，主要用于测试或诊断
CONNECT 保留将来使用
OPTIONS 请求查询服务器的性能，或者查询与资源相关的选项和需求

应用举例：

GET方法：在浏览器的地址栏中输入网址的方式访问网页时，浏览器采用GET方法向服务器获取资源，
eg:GET /form.html HTTP/1.1 (CRLF)



POST方法要求被请求服务器接受附在请求后面的数据，常用于提交表单。


eg：POST /reg.jsp HTTP/ (CRLF)
Accept:image/gif,image/x-xbit,... (CRLF)...HOST:www.guet.edu.cn (CRLF)
Content-Length:22 (CRLF)
Connection:Keep-Alive (CRLF)
Cache-Control:no-cache (CRLF)
(CRLF)         //该CRLF表示消息报头已经结束，在此之前为消息报头
user=jeffrey&pwd=1234  //此行以下为提交的数据

HEAD方法与GET方法几乎是一样的，对于HEAD请求的回应部分来说，它的HTTP头部中包含的信息与通过GET请求所得到的信息是相同的。

利用这个方法，不必传输整个资源内容，就可以得到Request-URI所标识的资源的信息。该方法常用于测试超链接的有效性，是否可以访问，以及最近是否更新。

2、请求报头后述

3、请求正文() 

3、HTTP响应也是由三个部分组成，分别是：状态行、消息报头、响应正文
1、状态行格式如下：

HTTP-Version Status-Code Reason-Phrase CRLF

其中，HTTP-Version表示服务器HTTP协议的版本；Status-Code表示服务器发回的响应状态代码；Reason-Phrase表示状态代码的文本描述。

状态代码有三位数字组成，第一个数字定义了响应的类别，且有五种可能取值：

1xx：指示信息--表示请求已接收，继续处理
2xx：成功--表示请求已被成功接收、理解、接受
3xx：重定向--要完成请求必须进行更进一步的操作
4xx：客户端错误--请求有语法错误或请求无法实现
5xx：服务器端错误--服务器未能实现合法的请求

常见状态代码、状态描述、说明：

200 OK      //客户端请求成功
400 Bad Request  //客户端请求有语法错误，不能被服务器所理解
401 Unauthorized //请求未经授权，这个状态代码必须和WWW-Authenticate报头域一起使用 
403 Forbidden  //服务器收到请求，但是拒绝提供服务
404 Not Found //请求资源不存在，eg：输入了错误的URL
500 Internal Server Error //服务器发生不可预期的错误
503 Server Unavailable  //服务器当前不能处理客户端的请求，一段时间后可能恢复正常


eg：HTTP/1.1 200 OK （CRLF）

2、响应报头后述

3、响应正文就是服务器返回的资源的内容 

4.关闭连接
 客户和服务器双方都可以通过关闭套接字来结束TCP/IP对话

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