HTTP 协议入门

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了HTTP 协议入门相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

HTTP 协议入门

HTTP 协议是互联网的基础协议,也是网页开发的必备知识,最新版本 HTTP/2 更是让它成为技术热点。


本文介绍 HTTP 协议的历史演变和设计思路。


HTTP 协议入门
一、HTTP/0.9


HTTP 是基于 TCP/IP 协议的应用层协议。它不涉及数据包(packet)传输,主要规定了客户端和服务器之间的通信格式,默认使用80端口。


最早版本是1991年发布的0.9版。该版本极其简单,只有一个命令GET。


    GET /index.html


上面命令表示,TCP 连接(connection)建立后,客户端向服务器请求(request)网页index.html。


协议规定,服务器只能回应HTML格式的字符串,不能回应别的格式。


    <html>
      <body>Hello World</body>
    </html>


服务器发送完毕,就关闭TCP连接。


二、HTTP/1.0

2.1 简介


1996年5月,HTTP/1.0 版本发布,内容大大增加。


首先,任何格式的内容都可以发送。这使得互联网不仅可以传输文字,还能传输图像、视频、二进制文件。这为互联网的大发展奠定了基础。


其次,除了GET命令,还引入了POST命令和HEAD命令,丰富了浏览器与服务器的互动手段。


再次,HTTP请求和回应的格式也变了。除了数据部分,每次通信都必须包括头信息(HTTP header),用来描述一些元数据。


其他的新增功能还包括状态码(status code)、多字符集支持、多部分发送(multi-part type)、权限(authorization)、缓存(cache)、内容编码(content encoding)等。


2.2 请求格式


下面是一个1.0版的HTTP请求的例子。


    GET / HTTP/1.0User-Agent: Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10_10_5)Accept: */*


可以看到,这个格式与0.9版有很大变化。


第一行是请求命令,必须在尾部添加协议版本(HTTP/1.0)。后面就是多行头信息,描述客户端的情况。


2.3 回应格式


服务器的回应如下。


    HTTP/1.0 200 OK
    Content-Type: text/plainContent-Length: 137582Expires: Thu, 05 Dec 1997 16:00:00 GMTLast-Modified: Wed, 5 August 1996 15:55:28 GMTServer: Apache 0.84

    <html>
      <body>Hello World</body>
    </html>


回应的格式是"头信息 + 一个空行(\r\n) + 数据"。其中,第一行是"协议版本 + 状态码(status code) + 状态描述"。


2.4 Content-Type 字段


关于字符的编码,1.0版规定,头信息必须是 ASCII 码,后面的数据可以是任何格式。因此,服务器回应的时候,必须告诉客户端,数据是什么格式,这就是Content-Type字段的作用。


下面是一些常见的Content-Type字段的值。


    text/plain

    text/html

    text/css

    image/jpeg

    image/png

    image/svg+xml

    audio/mp4

    video/mp4

    application/javascript

    application/pdf

    application/zip

    application/atom+xml


这些数据类型总称为MIME type,每个值包括一级类型和二级类型,之间用斜杠分隔。


除了预定义的类型,厂商也可以自定义类型。


    application/vnd.debian.binary-package


上面的类型表明,发送的是Debian系统的二进制数据包。


MIME type还可以在尾部使用分号,添加参数。


    Content-Type: text/html; charset=utf-8


上面的类型表明,发送的是网页,而且编码是UTF-8。


客户端请求的时候,可以使用Accept字段声明自己可以接受哪些数据格式。


    Accept: */*


上面代码中,客户端声明自己可以接受任何格式的数据。


MIME type不仅用在HTTP协议,还可以用在其他地方,比如HTML网页。


    <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=UTF-8" />
    <!-- 等同于 -->
    <meta charset="utf-8" />


2.5 Content-Encoding 字段


由于发送的数据可以是任何格式,因此可以把数据压缩后再发送。Content-Encoding字段说明数据的压缩方法。


    Content-Encoding: gzipContent-Encoding: compressContent-Encoding: deflate


客户端在请求时,用Accept-Encoding字段说明自己可以接受哪些压缩方法。


    Accept-Encoding: gzip, deflate


2.6 缺点


HTTP/1.0 版的主要缺点是,每个TCP连接只能发送一个请求。发送数据完毕,连接就关闭,如果还要请求其他资源,就必须再新建一个连接。


TCP连接的新建成本很高,因为需要客户端和服务器三次握手,并且开始时发送速率较慢(slow start)。所以,HTTP 1.0版本的性能比较差。随着网页加载的外部资源越来越多,这个问题就愈发突出了。


为了解决这个问题,有些浏览器在请求时,用了一个非标准的Connection字段。


    Connection: keep-alive


这个字段要求服务器不要关闭TCP连接,以便其他请求复用。服务器同样回应这个字段。


    Connection: keep-alive


一个可以复用的TCP连接就建立了,直到客户端或服务器主动关闭连接。但是,这不是标准字段,不同实现的行为可能不一致,因此不是根本的解决办法。


三、HTTP/1.1


1997年1月,HTTP/1.1 版本发布,只比 1.0 版本晚了半年。它进一步完善了 HTTP 协议,一直用到了20年后的今天,直到现在还是最流行的版本。


3.1 持久连接


1.1 版的最大变化,就是引入了持久连接(persistent connection),即TCP连接默认不关闭,可以被多个请求复用,不用声明Connection: keep-alive。


客户端和服务器发现对方一段时间没有活动,就可以主动关闭连接。不过,规范的做法是,客户端在最后一个请求时,发送Connection: close,明确要求服务器关闭TCP连接。


    Connection: close


目前,对于同一个域名,大多数浏览器允许同时建立6个持久连接。


3.2 管道机制


1.1 版还引入了管道机制(pipelining),即在同一个TCP连接里面,客户端可以同时发送多个请求。这样就进一步改进了HTTP协议的效率。


举例来说,客户端需要请求两个资源。以前的做法是,在同一个TCP连接里面,先发送A请求,然后等待服务器做出回应,收到后再发出B请求。管道机制则是允许浏览器同时发出A请求和B请求,但是服务器还是按照顺序,先回应A请求,完成后再回应B请求。


3.3 Content-Length 字段


一个TCP连接现在可以传送多个回应,势必就要有一种机制,区分数据包是属于哪一个回应的。这就是Content-length字段的作用,声明本次回应的数据长度。


    Content-Length: 3495


上面代码告诉浏览器,本次回应的长度是3495个字节,后面的字节就属于下一个回应了。


在1.0版中,Content-Length字段不是必需的,因为浏览器发现服务器关闭了TCP连接,就表明收到的数据包已经全了。


3.4 分块传输编码


使用Content-Length字段的前提条件是,服务器发送回应之前,必须知道回应的数据长度。


对于一些很耗时的动态操作来说,这意味着,服务器要等到所有操作完成,才能发送数据,显然这样的效率不高。更好的处理方法是,产生一块数据,就发送一块,采用"流模式"(stream)取代"缓存模式"(buffer)。


因此,1.1版规定可以不使用Content-Length字段,而使用"分块传输编码"(chunked transfer encoding)。只要请求或回应的头信息有Transfer-Encoding字段,就表明回应将由数量未定的数据块组成。

稿源:勤快学QKXue.NET

扩展阅读:

HTTP 协议入门(真的很经典):http://qkxue.net/info/25267/HTTP

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