HTTP协议详解

Posted 2021-01-13 dreamingbaobei

HTTP--Hyper Text Transfer Protocol，超文本传输协议，是一种建立在TCP上的无状态连接，整个基本的工作流程是客户端发送一个HTTP请求，说明客户端想要访问的资源和请求的动作，服务端收到请求之后，服务端开始处理请求，并根据请求做出相应的动作访问服务器资源，最后通过发送HTTP响应把结果返回给客户端。其中一个请求的开始到一个响应的结束称为事务，当一个事物结束后还会在服务端添加一条日志条目。

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目录

• HTTP请求

• HTTP响应

• HTTP报文格式

• HTTP协议版本更替

• 网站访问量

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一、HTTP请求

        HTTP请求是客户端往服务端发送请求动作，告知服务器自己的要求。

        HTTP请求由状态行、请求头、请求正文三部分组成：

状态行：包括请求方式Method、资源路径URL、协议版本Version；

请求头：包括一些访问的域名、用户代理、Cookie等信息；

请求正文：就是HTTP请求的数据。

        备注：请求方式Method一般有GET、POST、PUT、DELETE，含义分别是获取、修改、上传、删除，其中GET方式仅仅为获取服务器资源，方式较为简单，因此在请求方式为GET的HTTP请求数据中，请求正文部分可以省略，直接将想要获取的资源添加到URL中。下图所示就是GET的请求，没有请求正文。详细的说明在下边。

        现在大多数协议版本为http/1.1

        下图所示为POST请求的格式，有状态行、请求头、请求正文三部分。

 

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二、HTTP响应

2.1 响应数据格式

        服务器收到了客户端发来的HTTP请求后，根据HTTP请求中的动作要求，服务端做出具体的动作，将结果回应给客户端，称为HTTP响应。

        HTTP响应由三部分组成：状态行、响应头、响应正文；

状态行：包括协议版本Version、状态码Status Code、回应短语；

响应头：包括搭建服务器的软件，发送响应的时间，回应数据的格式等信息；

响应正文：就是响应的具体数据。

        备注：我们主要关心并且能够在客户端浏览器看得到的是三位数的状态码，不同的状态码代表不同的含义，其中

 

1xx	表示HTTP请求已经接受，继续处理请求
2xx	表示HTTP请求已经处理完成
3xx	表示把请求访问的URL重定向到其他目录
4xx	表示客户端出现错误
5xx	表示服务端出现错误

具体HTTP响应实例如下图：

2.2 常见状态码的含义

        200---OK/请求已经正常处理完毕

        301---/请求永久重定向

        302---/请求临时重定向

        304---/请求被重定向到客户端本地缓存

        400---/客户端请求存在语法错误

        401---/客户端请求没有经过授权

        403---/客户端的请求被服务器拒绝，一般为客户端没有访问权限

        404---/客户端请求的URL在服务端不存在

        500---/服务端永久错误

        503---/服务端发生临时错误

2.3 HTTP响应模型

        服务器收到HTTP请求之后，会有多种方法响应这个请求，下面是HTTP响应的四种模型：

        单进程I/O模型

服务端开启一个进程，一个进程仅能处理一个请求，并且对请求顺序处理；

        多进程I/O模型

服务端并行开启多个进程，同样的一个进程只能处理一个请求，这样服务端就可以同时处理多个请求；

        复用I/O模型

服务端开启一个进程，但是呢，同时开启多个线程，一个线程响应一个请求，同样可以达到同时处理多个请求，线程间并发执行；

        复用多线程I/O模型

服务端并行开启多个进程，同时每个进程开启多个线程，这样服务端可以同时处理进程数M*每个进程的线程数N个请求。

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三、HTTP报文格式

        HTTP报文是HTTP应用程序之间传输的数据块，HTTP报文分为HTTP请求报文和HTTP响应报文，但是无论哪种报文，他的整体格式是类似的，大致都是由起始、首部、主体三部分组成，起始说明报文的动作，首部说明报文的属性，主体则是报文的数据。接下来具体说明。

3.1 HTTP请求报文

      

        请求报文的起始由请求行构成（有些资料称为状态行，名字不一样而已，都是指的一个东西），用来说明该请求想要做什么，由<Method>、<URL>、<Version> 三个字段组成，注意每个字段之间都有一个空格。

        其中<Method>字段有不同的值：

                GET   --- 访问服务器的资源

                POST  --- 向服务器发送要修改的数据

                HEAD  --- 获取服务器文档的首部

                PUT   --- 向服务器上传资源

                DELETE--- 删除服务器的资源

        <URL>字段表示服务器的资源目录定位

        <Version>字段表示使用的http协议版本

        首部部分由多个请求头（也叫首部行）构成，那些首部字段名有如下，不全：

                Accept     指定客户端能够接收的内容格式类型

                Accept-Language 指定客户端能够接受的语言类型

                Accept-Ecoding  指定客户端能够接受的编码类型

                User-Agent      用户代理，向服务器说明自己的操作系统、浏览器等信息

                Connection      是否开启持久连接（keepalive）

                Host            服务器域名

                ...

        主体部分就是报文的具体数据。                      

3.2 HTTP响应报文

     

        响应报文的起始由状态行构成，用来说明服务器做了什么，由<Version>、<Status-Code>、<Phrase>三个字段组成，同样的每个字段之间留有空格；

        <Status-Code> 上边已经说明； 

        首部由多个响应头(也叫首部行)组成， 首部字段名如下，不全：

                Server    服务器软件名，Apache/nginx

                Date      服务器发出响应报文的时间

                Last-Modified   请求资源的最后的修改时间

                ...

        主体部分是响应报文的具体数据。

小tips：关于更多请求头和响应头（即首部字段名）的说明请参考http://tools.jb51.net/table/http_header   

 

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四、HTTP协议版本更替

HTTP/0.9

        HTTP协议的最初版本，功能简陋，仅支持请求方式GET，并且仅能请求访问html格式的资源。

HTTP/1.0    

        在0.9版本上做了进步，增加了请求方式POST和HEAD；不再局限于0.9版本的HTML格式，根据Content-Type可以支持多种数据格式，即MIME多用途互联网邮件扩展，例如text/html、image/jpeg等；同时也开始支持cache，就是当客户端在规定时间内访问统一网站，直接访问cache即可。

        但是1.0版本的工作方式是每次TCP连接只能发送一个请求，当服务器响应后就会关闭这次连接，下一个请求需要再次建立TCP连接，就是不支持keepalive。

HTTP/1.1    

        解决了1.0版本的keepalive问题，1.1版本加入了持久连接，一个TCP连接可以允许多个HTTP请求； 加入了管道机制，一个TCP连接同时允许多个请求同时发送，增加了并发性；新增了请求方式PUT、PATCH、DELETE等。

        但是还存在一些问题，服务端是按队列顺序处理请求的，假如一个请求处理时间很长，则会导致后边的请求无法处理，这样就造成了队头阻塞的问题；同时HTTP是无状态的连接，因此每次请求都需要添加重复的字段，降低了带宽的利用率。

HTTP/2.0

        为了解决1.1版本利用率不高的问题，提出了HTTP/2.0版本。增加双工模式，即不仅客户端能够同时发送多个请求，服务端也能同时处理多个请求，解决了队头堵塞的问题；HTTP请求和响应中，状态行和请求/响应头都是些信息字段，并没有真正的数据，因此在2.0版本中将所有的信息字段建立一张表，为表中的每个字段建立索引，客户端和服务端共同使用这个表，他们之间就以索引号来表示信息字段，这样就避免了1.0旧版本的重复繁琐的字段，并以压缩的方式传输，提高利用率。

        另外也增加服务器推送的功能，即不经请求服务端主动向客户端发送数据。

当前主流的协议版本还是HTTP/1.1版本。

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五、网站访问量

 

        IP IP访问量

相同的公网IP计算一次，就是同一个局域网内的所有用户访问一个网站，但是他们都是借助一个公网IP去访问那个网站的（NAT），因此这也只能算作一个IP访问量。换一次公网IP则会加1。

        PV 网页访问量

用户访问的页面数就是PV访问量，同一个局域网的不同用户，而且就算是同一个用户，只要刷新一次网站页面，PV访问量就加1，三个访问量的值往往数PV的值最大。

        UV 访客访问量

这里的访客不是用户，而是电脑，一台电脑算一个访客，即使是同一台电脑的不同用户，访问同一个网站UV也只能加1，只有更换电脑才会使UV加1，因为服务端会记录客户端电脑的信息。