HTTP 协议

网络三要素：IP地址、端口号、协议

1. 概述

  • HTTP 全称：Hyper Text Transfer Procotol 超文本传输协议
  • HTML 全称：Hyper Text Markup Language 超文本标记语言

HTTP 就是用来传输 HTML 的。用来规定浏览器与服务器之间网页数据传输的格式。
应用层的协议，基于 TCP/IP 协议。

1.1. HTTP 协议

1.1.1. HTTP 协议作用

用于将服务器上的 HTML 传输到浏览器上，由浏览器去执行 HTML。将用户在表单中提交的数据传输给服务器

1.1.2. HTTP 协议的特点

1.HTTP协议的组成
HTTP 请求(request)和 HTTP 响应(response)。请求与响应是成对出现的，有请求才有响应。

  1. 无状态协议

HTTP 协议本身不记录用户的任何信息，不会保留用户上次访问状态。浏览器每次发送请求给服务器，对于服务器来说并不知道是否是同一个用户发送过来。FTP 就是一种有状态协议，是会记录用户状态。

  1. 传输时间

不记录用户的状态，传输时间比较短，访问效率比较高。

1.1.3. HTTP 协议默认端口号

  • HTTP 协议默认端口号是：80
  • HTTPS 协议，是加密的 HTTP 协议，端口号：443

例如：http://www.moon.com:80 如果是80端口，则端口号可以省略。

80 默认是浏览器软件默认使用的端口号；8080 是 tomcat 的端口号

1.2. URL

1.2.1. 什么是URL

URL，全称 Uniform Resource Locator （统一资源定位符）
URL 作用：就是一个网页的访问地址，可以访问互联网上任何一个资源。

1.2.2. URL 格式与组成

URL 格式：http://www.moon.com:8080/news/index.jsp?boardid=5&id=24618&page=1。下表对每个组成部分进行说明

| 组成部分 | 功能 | | —- | —- |

| http | 使用的超文本传输的协议 |

| www.moon.com | 服务器域名或 IP 地址 |

| 8080 | 端口号，默认 HTTP 协议(浏览器)端口号是 80 |

| news | 虚拟文件夹地址，服务器上的一个项目访问地址 |

| index.jsp | 某个项目中的 Web 资源，可以是 HTML、JSP、图片 |

| ? | URL 访问地址与参数之间的分隔符，后面的参数都是键值对的形式存在(如：boardid=5) |

| & | 参数与参数之间分隔符 |

1.3. URL与URI的区别

  • URI：Uniform Resource Identifer 统一资源标识符
  • URI 标识符往往是 URL 的一部分，用于标识一个互联网的唯一资源，并不能直接访问。URL 是可以直接访问的一个地址。

    1.4. DNS服务器的作用

    DNS 服务器 Domain Name Server 域名解析服务器
    用于将域名，如：www.baidu.com 解析成 IP 地址 119.75.216.20

    2. HTTPS 协议

    HTTPS（全称：Hypertext Transfer Protocol over Secure Socket Layer），是以安全为目标的 HTTP 通道，简单讲是 HTTP 的安全版。即 HTTP 下加入 SSL 层，HTTPS 的安全基础是 SSL。其所用的端口号是 443。过程大致如下：

    2.1. 建立连接获取证书

    SSL 客户端通过 TCP 和服务器建立连接之后（443 端口），并且在一般的 tcp 连接协商（握手）过程中请求证书。即客户端发出一个消息给服务器，这个消息里面包含了自己可实现的算法列表和其它一些需要的消息，SSL 的服务器端会回应一个数据包，这里面确定了这次通信所需要的算法，然后服务器向客户端返回证书。（证书里面包含了服务器信息：域名。申请证书的公司，公共秘钥）。

    2.2. 证书验证

    Client 在收到服务器返回的证书后，判断签发这个证书的公共签发机构，并使用这个机构的公共秘钥确认签名是否有效，客户端还会确保证书中列出的域名就是它正在连接的域名。

    2.3. 数据加密和传输

    如果确认证书有效，那么生成对称秘钥并使用服务器的公共秘钥进行加密。然后发送给服务器，服务器使用它的私钥对它进行解密，这样两台计算机可以开始进行对称加密进行通信。
    01-HTTP协议 - 图1

    3. HTTP 原理与传输流程

    3.1. 原理

    HTTP是一个无状态的协议。无状态是指客户机（Web浏览器）和服务器之间不需要建立持久的连接，这意味着当一个客户端向服务器端发出请求，然后服务器返回响应(response)，连接就被关闭了，在服务器端不保留连接的有关信息。HTTP 遵循请求(Request)/应答(Response)模型。客户机（浏览器）向服务器发送请求，服务器处理请求并返回适当的应答。所有 HTTP 连接都被构造成一套请求和应答。

    3.2. 传输流程

  1. 地址解析

如用客户端浏览器请求这个页面：http://localhost.com:8080/index.html 从中分解出协议名、主机名、端口、对象路径等部分，对于我们的这个地址，解析得到的结果如下：

  • 协议名：http
  • 主机名：localhost.com
  • 端口：8080
  • 对象路径：/index.htm

在这一步，需要域名系统 DNS 解析域名 localhost.com，得主机的 IP 地址。

  1. 封装 HTTP 请求数据包

把以上部分结合本机自己的信息，封装成一个 HTTP 请求数据包

  1. 封装成 TCP 包并建立连接

封装成 TCP 包，建立 TCP 连接（TCP 的三次握手）

  1. 客户机发送请求命

建立连接后，客户机发送一个请求给服务器，请求方式的格式为：统一资源标识符（URL）、协议版本号，后边是 MIME 信息包括请求修饰符、客户机信息和可内容。

  1. 服务器响应

服务器接到请求后，给予相应的响应信息，其格式为一个状态行，包括信息的协议版本号、一个成功或错误的代码，后边是 MIME 信息包括服务器信息、实体信息和可能的内容。

  1. 服务器关闭 TCP 连接

一般情况下，一旦 Web 服务器向浏览器发送了请求数据，它就要关闭 TCP 连接，然后如果浏览器或者服务器在其头信息加入了这行代码 Connection:keep-alive，TCP 连接在发送后将仍然保持打开状态，于是，浏览器可以继续通过相同的连接发送请求。保持连接节省了为每个请求建立新连接所需的时间，还节约了网络带宽。
01-HTTP协议 - 图2

4. HTTP 请求（重点）

4.1. 什么是 HTTP 请求

将浏览器端的数据发送给服务器，称为 HTTP 请求。而把这些数据封装成一个对象，这个对象就是 request 请求对象。

4.2. 查看 HTTP 请求

如何查看HTTP协议的内容(Chrome 按F12)
01-HTTP协议 - 图3

4.3. HTTP 请求的组成

  1. 请求行
  2. 请求头：由多组键值对组成

  3. 请求体：GET 没有请求体，POST 方法数据是以请求体的方式发送给服务器

    4.3.1. 浏览器中查看请求信息

    4.3.1.1. GET 方法请求

    01-HTTP协议 - 图4

    4.3.1.2. POST 方法请求

    01-HTTP协议 - 图5

    4.3.2. 请求行

    一个完整的请求行包括：
    01-HTTP协议 - 图6

  4. 请求的方式(GET或POST)【POST】

  5. 请求的URI【/http-sample/server】
  6. 使用的协议和版本【HTTP/1.1】
  • 1.0版：每次浏览器发送请求给服务器获取 1 个 web 资源之后断开
  • 1.1版：每次浏览器发送请求给服务器获取多个 web 资源之后断开，1.1 的效率更高。

一个网页如果有多个图片，每个图片都会发送一次请求

4.3.3. 请求头

不是每次请求都会出现所有的请求头

常见请求头如下：

  • Referer

浏览器上一次请求的网页地址，即从哪一个页面跳转过来的

  • If-Modified-Since

浏览器在本地缓存当前网页的时间，时区差8个小时

  • Cookie

在浏览器端以字符串的键值对，保存服务器发送过来的数据

  • User-Agent

得到客户端的操作系统信息和浏览器的类型

  • Connection

当前 TCP 连接的状态，keep-alive 保持连接，close 关闭连接
在 HTTP1.0 中，每次请求结束就关闭连接；在 HTTP1.1 中，请求会保存连接状态。目前广泛使用 HTTP1.1 的版本

  • Host

请求的服务器主机名和端口号

  • Content-Length

客户端请求数据(请求体)的长度，用于 POST 方法

  • Content-Type

请求的内容类型，POST 方法时请求类型。GET 方法没有这个请求头。如果使用 POST 方法，则它的值是：

  1. Content-Type: application/x-www-form-urlencoded

表单的数据以 键=值 的方式发送给服务器

  • Accept

请求中支持的 MIME 类型。MIME 格式：

大类型/小类型[;可选参数]

如：text/css、text/javascript、text/html;charset=utf-9
MIME(Multipurpose Internet Mail Extensions)多用途互联网邮件扩展类型。是设定某种扩展名的文件用一种应用程序来打开的方式类型，当该扩展名文件被访问的时候，浏览器会自动使用指定应用程序来打开。多用于指定一些客户端自定义的文件名，以及一些媒体文件打开方式。如：jpg，txt，mp4

  • Accept-Language

浏览器允许的语言和国家，两个小写字母表示语言，大写的两个字母代表国家。如 zh-CN 表示中文-中国 zh-HK zh-TW, en-US，en-GB

  • Accept-Encoding

请求的数据支持的压缩类型，如 gzip 等

4.3.4. 请求体

客户端发送给服务器的数据，只有 POST 方法参数通过有请求体发送数据的，GET 方法通过字符串的形式发送，没有请求体。

4.4. GET 和 POST 请求的优缺点和误区

4.4.1. get请求与post请求的区别

|

| POST 方式 | GET 方式 | | —- | —- | —- |

| 地址栏 | 地址是不带参数的，参数是在请求体中发送 | 地址栏是带参数，参数通过查询字符串发送数据 |

| 大小 | 理论上数据发送没有限制，如：用于文件上传 | 一般最大1K，不同的浏览器有不同的限制 |

| 安全性 | 高 | 低 |

| 缓存 | 不使用浏览器的缓存 | 使用浏览器的缓存，如果发现服务器网页没有修改。下次访问就使用缓存 |

  1. post 更安全（不会作为 url 的一部分，不会被缓存、保存在服务器日志、以及浏览器浏览记录中）
  2. post 发送的数据更大（get 有 url 长度限制）
  3. post 能发送更多的数据类型（get 只能发送 ASCII 字符）
  4. post 比 get 慢

  5. post 用于修改和写入数据，get 一般用于搜索排序和筛选之类的操作（淘宝，支付宝的搜索查询都是 get 提交），目的是资源的获取，读取数据

    4.4.2. 为什么 get 比 post 更快

  6. post 请求包含更多的请求头，因为 post 需要在请求的 body 部分包含数据，所以会多了几个数据描述部分的首部字段（如：content-type）

  7. 最重要的一条，post 在真正接收数据之前会先将请求头发送给服务器进行确认，然后才真正发送数据
  • post 请求的过程：
  1. 浏览器请求tcp连接（第一次握手）
  2. 服务器答应进行tcp连接（第二次握手）
  3. 浏览器确认，并发送post请求头（第三次握手，这个报文比较小，所以http会在此时进行第一次数据发送）
  4. 服务器返回100 Continue响应
  5. 浏览器发送数据
  6. 服务器返回200 OK响应
  • get 请求的过程：
  1. 浏览器请求tcp连接（第一次握手）
  2. 服务器答应进行tcp连接（第二次握手）
  3. 浏览器确认，并发送get请求头和数据（第三次握手，这个报文比较小，所以http会在此时进行第一次数据发送）
  4. 服务器返回200 OK响应
  1. get 会将返回的数据缓存起来，而 post 不会
  • 测试：使用 ajax 采用 get 方式请求静态数据（比如 html 页面，图片）的时候，如果两次传输的数据相同，第二次以后消耗的时间将会在10ms以内（chrome测试），而 post 每次消耗的时间都差不多。经测试，chrome 和 firefox 下如果检测到 get 请求的是静态资源，则会缓存，如果是数据，则不会缓存，但是 IE 什么都会缓存起来，当然，应该没有人用 post 去获取静态数据

  1. post 不能进行管道化传输

    4.4.3. get 传参最大长度的理解误区

    总结：

  2. http协议并未规定get和post的长度限制

  3. get的最大长度限制是因为浏览器和web服务器限制了URL的长度
  4. 不同的浏览器和web服务器，限制的最大长度不一样
  5. 要支持IE，则最大长度为2083byte，若支持Chrome，则最大长度8182byte

误解：

  1. 首先即使get有长度限制，也是限制的整个URL的长度，而不仅仅是参数值数据长度，http协议从未规定get/post的请求长度限制是多少
  2. 所谓的请求长度限制是由浏览器和web服务器决定和设置的，各种浏览器和web服务器的设定均不一样，这依赖于各个浏览器厂家的规定或者可以根据web服务器的处理能力来设定。IE 和 Safari 浏览器 限制 2k，Opera 限制4k，Firefox 限制 8k（非常老的版本 256byte），如果超出了最大长度，大部分的服务器直接截断，也有一些服务器会报414错误。
  3. 各个浏览器和web服务器的最大长度总结
  • 浏览器
  • IE：IE浏览器（Microsoft Internet Explorer） 对url长度限制是2083（2K+53），超过这个限制，则自动截断（若是form提交则提交按钮不起作用）。
  • firefox：firefox（火狐浏览器）的url长度限制为 65536字符，但实际上有效的URL最大长度不少于100,000个字符。
  • chrome：chrome（谷歌）的url长度限制超过8182个字符返回本文开头时列出的错误。
  • Safari：Safari的url长度限制至少为 80 000 字符。
  • Opera：Opera 浏览器的url长度限制为190 000 字符。Opera9 地址栏中输入190000字符时依然能正常编辑。
  • 服务器
  • Apache：Apache能接受url长度限制为8 192 字符
  • IIS：Microsoft Internet Information Server(IIS)能接受url长度限制为16384个字符。这个是可以通过修改的（IIS7）configuration/system.webServer/security/requestFiltering/requestLimits@maxQueryStringsetting.

5. HTTP 响应（重点）

5.1. 什么是 HTTP 响应

由服务器将数据返回给浏览器，称为响应。将其封装成一个对象，这个对象就是 response 响应对象。

5.2. 响应信息的组成

  • 响应行：一行数据
  • 响应头：由多个键值对组成
  • 响应体：由服务器发送给浏览器的数据

01-HTTP协议 - 图7

5.2.1. 响应行

HTTP/1.1 304 Not Modified
HTTP/1.1 200 OK
  • 协议和版本：如：HTTP/1.1
  • 状态码：如：304/200
  • 状态信息：如：Not Modified/OK

    5.2.2. 响应头

    | 响应头信息 | 说明 | | —- | —- |

| Location: http://www.newboy.com/index.jsp | 页面在跳转的时候，下一个将要跳转到的页面 |

| Server:apache tomcat | 服务器的名字 |

| Content-Encoding: gzip | 服务器支持的压缩类型。有些资源如果比较大，先在服务器压缩，再传给浏览器。由浏览器去解压，减少网络带宽的占用。 |

| Content-Length: 80 | 服务器响应返回的数据长度 |

| Content-Language: zh-cn | 服务器内容支持的语言和国家 |

| Content-Type: text/html; charset=utf-8 | 内容的类型和字符集(MIME类型) 响应内容的MIME类型text/html;charset=utf-8表示服务器响应的内容是文本的HTML类型，字符集是utf-8 |

| Last-Modified: Tue, 11 Jul 2000 18:23:51 GMT | 服务器上文件最后修改的时间，相差8个小时 |

| Refresh: 1;url=http://www.newboy.com | 过1秒(指定时间)以后，跳转到URL指定的另一个页面 |

| Content-Disposition: attachment; filename=newboy.zip | 使用附件的方式下载一个资源，资源名是filename后面的值，而不是直接在浏览器打开 |

| Connection: close/Keep-Alive | 服务器的连接状态：keep-alive连接或close关闭 |

| Date: Tue, 11 Jul 2000 18:23:51 GMT | 服务器响应的时间，差8个小时 |

5.2.3. 响应体

响应体就是服务器发送给浏览器的数据，如果是网页，就可以看到源代码。如果是图片，则是一些二进制的数据。

5.3. HTTP 状态码表

5.3.1. HTTP 状态码

当浏览者访问一个网页时，浏览者的浏览器会向网页所在服务器发出请求。当浏览器接收并显示网页前，此网页所在的服务器会返回一个包含HTTP状态码的信息头（server header）用以响应浏览器的请求。
HTTP 状态码的英文为 HTTP Status Code。下面是常见的 HTTP 状态码：

| 状态码 | 含义 | | —- | —- |

| 200 | 服务器正常响应回来，并且正确返回数据 |

| 301 | 资源（网页等）被永久转移到其它 URL |

| 302 | 服务器让浏览器进行页面的跳转 |

| 304 | 页面使用的是浏览器缓存，没有从服务器上去下载网页 |

| 404 | 指定页面找不到。请求的 Web 资源不存在，打错地址，大小写敏感。如 HTTP/1.1 404 Not Found |

| 405 | 重写了 doPost 方法，没有写 doGet 方法，但是浏览器表单提交使用 get 方法提交，就会出现 405 错误，反之亦然 |

| 500 | 服务器出现异常，一般是Java程序代码问题 |

5.3.2. HTTP 状态码的分类

HTTP 状态码由三个十进制数字组成，第一个十进制数字定义了状态码的类型，后两个数字没有分类的作用。HTTP 状态码共分为 5 种类型：

| 分类 | 详解 | | —- | —- |

| 1** | 信息，服务器收到请求，需要请求者继续执行操作 |

| 2** | 成功，操作被成功接收并处理 |

| 3** | 重定向，需要进一步的操作以完成请求 |

| 4** | 客户端错误，请求包含语法错误或无法完成请求 |

| 5** | 服务器错误，服务器在处理请求的过程中发生了错误 |

5.3.3. HTTP状态码列表

01-HTTP协议 - 图8
01-HTTP协议 - 图9