http

HTTP 是超⽂本传输协议，也就是HyperText Transfer Protocol。它可以拆成三个部分：

  • 超文本：是超越了普通⽂本的⽂本，它是⽂字、图⽚、视频等的混合体，最关键有超链接，能从⼀个超⽂本跳转到另外⼀个超⽂本。
  • 传输：HTTP 是⼀个在计算机世界⾥专⻔⽤来在两点之间传输数据的约定和规范。

  • 协议：HTTP 是⼀个⽤在计算机世界⾥的协议。它使⽤计算机能够理解的语⾔确⽴了⼀种计算机之间交流通信的规范（两个以上的参与者），以及相关的各种控制和错误处理⽅式（⾏为约定和规范）

    常见的状态码

    1xx

    1xx 类状态码属于提示信息，是协议处理中的⼀种中间状态，实际⽤到的⽐较少。

    2xx

    2xx 类状态码表示服务器成功处理了客户端的请求，也是我们最愿意看到的状态。
    「200 OK」是最常⻅的成功状态码，表示⼀切正常。如果是⾮ HEAD 请求，服务器返回的响应头都会有 body 数据。
    「204 No Content」也是常⻅的成功状态码，与 200 OK 基本相同，但响应头没有 body 数据。
    「206 Partial Content」是应⽤于 HTTP 分块下载或断点续传，表示响应返回的 body 数据并不是资源的全部，⽽是其中的⼀部分，也是服务器处理成功的状态。

    3xx

    3xx 类状态码表示客户端请求的资源发送了变动，需要客户端⽤新的 URL 重新发送请求获取资源，也就是重定向。
    「301 Moved Permanently」表示永久重定向，说明请求的资源已经不存在了，需改⽤新的 URL 再次访问。
    「302 Found」表示临时重定向，说明请求的资源还在，但暂时需要⽤另⼀个 URL 来访问。301 和 302 都会在响应头⾥使⽤字段 Location ，指明后续要跳转的 URL，浏览器会⾃动᯿定向新的 URL。
    「304 Not Modified」不具有跳转的含义，表示资源未修改，重定向已存在的缓冲⽂件，也称缓存᯿定向，⽤于缓存控制。

    4xx

    4xx 类状态码表示客户端发送的报⽂有误，服务器⽆法处理，也就是错误码的含义。
    「400 Bad Request」表示客户端请求的报⽂有错误，但只是个笼统的错误。
    「403 Forbidden」表示服务器禁⽌访问资源，并不是客户端的请求出错。
    「404 Not Found」表示请求的资源在服务器上不存在或未找到，所以⽆法提供给客户端。

    5xx

    5xx 类状态码表示客户端请求报⽂正确，但是服务器处理时内部发⽣了错误，属于服务器端的错误码。
    「500 Internal Server Error」与 400 类型，是个笼统通⽤的错误码，服务器发⽣了什么错误，我们并不知道。
    「501 Not Implemented」表示客户端请求的功能还不⽀持，类似“即将开业，敬请期待”的意思。
    「502 Bad Gateway」通常是服务器作为⽹关或代理时返回的错误码，表示服务器⾃身⼯作正常，访问后端服务器发⽣了错误。
    「503 Service Unavailable」表示服务器当前很忙，暂时⽆法响应服务器，类似“⽹络服务正忙，请稍后᯿试”的意思。

    http 常⻅字段

  • Host：客户端发送请求时，⽤来指定服务器的域名。

  • Content-Length：表明本次回应的数据⻓度
  • Connection：最常⽤于客户端要求服务器使⽤ TCP 持久连接，以便其他请求复⽤
  • Content-Type：⽤于服务器回应时，告诉客户端，本次数据是什么格式
  • Accept：声明⾃⼰可以接受哪些数据格式
  • Content-Encoding：说明数据的压缩⽅法。表示服务器返回的数据使⽤了什么压缩格式

  • Accept-Encoding：说明⾃⼰可以接受哪些压缩⽅法

    GET与POST

  • GET：请求从服务器获取资源，这个资源可以是静态的⽂本、⻚⾯、图⽚视频等

  • POST：它向 URI 指定的资源提交数据，数据就放在报⽂的 body ⾥ | | 安全 | 幂等 | | —- | —- | —- | | GET | 「只读」操作，⽆论操作多少次，服务器上的数据都是安全的 | 每次的结果都是相同的 | | POST | 「新增或提交数据」的操作，会修改服务器上的资源，所以是不安全的 | 多次提交数据就会创建多个资源，所以不是幂等的 |

http特性

  1. 简单：HTTP 基本的报⽂格式就是 header + body ，头部信息也是 key-value 简单⽂本的形式，易于理解，降低了学习和使⽤的⻔槛
  2. 灵活和易于扩展：HTTP协议⾥的各类请求⽅法、URI/URL、状态码、头字段等每个组成要求都没有被固定死，都允许开发⼈员⾃定义和扩充。同时 HTTP 由于是⼯作在应⽤层（OSI 第七层），则它下层可以随意变化。HTTPS 也就是在 HTTP 与 TCP 层之间增加了 SSL/TLS 安全传输层，HTTP/3 甚⾄把 TCP 层换成了基于 UDP 的QUIC。
  3. 应⽤⼴泛和跨平台：互联⽹发展⾄今，HTTP 的应⽤范围⾮常的⼴泛，从台式机的浏览器到⼿机上的各种 APP，从看新闻、刷贴吧到购物、理财、吃鸡，HTTP 的应⽤⽚地开花，同时天然具有跨平台的优越性。

    http的缺点

  • 通信使⽤明⽂（不加密），内容可能会被窃听。⽐如，账号信息容易泄漏，那你号没了。
  • 不验证通信⽅的身份，因此有可能遭遇伪装。⽐如，访问假的淘宝、拼多多，那你钱没了。

  • ⽆法证明报⽂的完整性，所以有可能已遭篡改。⽐如，⽹⻚上植⼊垃圾⼴告，视觉污染，眼没了。

    HTTP/1.1

  • 长连接：这种⽅式的好处在于减少了TCP 连接的重复建⽴和断开所造成的额外开销，减轻了服务器端的负载。持久连接的特点是，只要任意⼀端没有明确提出断开连接，则保持 TCP 连接状态。

  • 管道网络传输：在同⼀个 TCP 连接⾥⾯，客户端可以发起多个请求，只要第⼀个请求发出去了，不必等其回来，就可以发第⼆个请求出去，可以减少整体的响应时间。
  • 队头阻塞：「请求 - 应答」的模式加剧了 HTTP 的性能问题。因为当顺序发送的请求序列中的⼀个请求因为某种原因被阻塞时，在后⾯排队的所有请求也⼀同被阻塞了，会招致客户端⼀直请求不到数据，这也就是「队头阻塞」。好⽐上班的路上塞⻋。

    HTTP 与 HTTPS 有哪些区别

  1. HTTP 是超⽂本传输协议，信息是明⽂传输，存在安全⻛险的问题。HTTPS 则解决 HTTP 不安全的缺陷，在TCP 和 HTTP ⽹络层之间加⼊了 SSL/TLS 安全协议，使得报⽂能够加密传输。
  2. HTTP 连接建⽴相对简单， TCP 三次握⼿之后便可进⾏ HTTP 的报⽂传输。⽽ HTTPS 在 TCP 三次握⼿之 后，还需进⾏ SSL/TLS 的握⼿过程，才可进⼊加密报⽂传输。
  3. HTTP 的端⼝号是 80，HTTPS 的端⼝号是 443。
  4. HTTPS 协议需要向 CA（证书权威机构）申请数字证书，来保证服务器的身份是可信的。

    HTTPS 解决了 HTTP 的哪些问题

    HTTP 由于是明⽂传输，所以安全上存在以下三个⻛险，HTTPS 在 HTTP 与 TCP 层之间加⼊了 SSL/TLS 协议，可以很好的解决了上述的⻛险：
  • 窃听⻛险，⽐如通信链路上可以获取通信内容，⽤户号容易没。 https对信息加密，通过混合加密的⽅式实现信息的机密性，交互信息无法被窃取
  • 篡改⻛险，⽐如强制植⼊垃圾⼴告，视觉污染，⽤户眼容易瞎。 https添加了校验机制，通过摘要算法的⽅式来实现完整性，它能够为数据⽣成独⼀⽆⼆的「指纹」，指纹⽤于校验数据的完整性，无法篡改通信内容，篡改了就不能正常显示。

  • 冒充⻛险，⽐如冒充淘宝⽹站，⽤户钱容易没。https通过将服务器公钥放入数字证书使其无法冒充

    HTTPS 是如何建⽴连接的？其间交互了什么？

    SSL/TLS 协议基本流程：

  • 客户端向服务器索要并验证服务器的公钥。

  • 双⽅协商⽣产「会话秘钥」。
  • 双⽅采⽤「会话秘钥」进⾏加密通信。

SSL/TLS 的「握⼿阶段」涉及四次通信：

  1. ⾸先，由客户端向服务器发起加密通信请求，也就是 ClientHello 请求，客户端主要向服务器发送以下信息
    1. 客户端⽀持的 SSL/TLS 协议版本，如 TLS 1.2 版本
    2. 客户端⽣产的随机数（ Client Random ），后⾯⽤于⽣产「会话秘钥」。
    3. 客户端⽀持的密码套件列表，如 RSA 加密算法。
  2. 服务器收到客户端请求后，向客户端发出响应，也就是 SeverHello 。服务器回应的内容有如下内容
    1. 确认 SSL/ TLS 协议版本，如果浏览器不⽀持，则关闭加密通信。
    2. 服务器⽣产的随机数（ Server Random ），后⾯⽤于⽣产「会话秘钥」。
    3. 确认的密码套件列表，如 RSA 加密算法。
    4. 服务器的数字证书。
  3. 客户端收到服务器的回应之后，⾸先通过浏览器或者操作系统中的 CA 公钥，确认服务器的数字证书的真实性。如果证书没有问题，客户端会从数字证书中取出服务器的公钥，然后使⽤它加密报⽂，向服务器发送如下信息，随机数是整个握⼿阶段的第三个随机数，这样服务器和客户端就同时有三个随机数，接着就⽤双⽅协商的加密算法，各⾃⽣成本次通信的「会话秘钥」
    1. ⼀个随机数（ pre-master key ）。该随机数会被服务器公钥加密。
    2. 加密通信算法改变通知，表示随后的信息都将⽤「会话秘钥」加密通信。
    3. 客户端握⼿结束通知，表示客户端的握⼿阶段已经结束。这⼀项同时把之前所有内容的发⽣的数据做个摘要，⽤来供服务端校验。
  4. 服务器收到客户端的第三个随机数（ pre-master key ）之后，通过协商的加密算法，计算出本次通信的「会话秘钥」。然后，向客户端发⽣最后的信息，⾄此，整个 SSL/TLS 的握⼿阶段全部结束。接下来，客户端与服务器进⼊加密通信，就完全是使⽤普通的 HTTP协议，只不过⽤「会话秘钥」加密内容。
    1. 加密通信算法改变通知，表示随后的信息都将⽤「会话秘钥」加密通信。
    2. 服务器握⼿结束通知，表示服务器的握⼿阶段已经结束。这⼀项同时把之前所有内容的发⽣的数据做个摘要，⽤来供客户端校验。

      说说 HTTP/1.1 相⽐ HTTP/1.0 提⾼了什么性能？

      HTTP/1.1 相⽐ HTTP/1.0 性能上的改进：
  • 使⽤ TCP ⻓连接的⽅式改善了 HTTP/1.0 短连接造成的性能开销。
  • ⽀持管道（pipeline）⽹络传输，只要第⼀个请求发出去了，不必等其回来，就可以发第⼆个请求出去，可以减少整体的响应时间。

但 HTTP/1.1 还是有性能瓶颈：

  • 请求 / 响应头部（Header）未经压缩就发送，⾸部信息越多延迟越⼤。只能压缩 Body 的部分；
  • 发送冗⻓的⾸部。每次互相发送相同的⾸部造成的浪费较多；
  • 服务器是按请求的顺序响应的，如果服务器响应慢，会招致客户端⼀直请求不到数据，也就是队头阻塞；
  • 没有请求优先级控制；
  • 请求只能从客户端开始，服务器只能被动响应。

    HTTP/1.1 的性能瓶颈，HTTP/2 做了什么优化？

  1. 头部压缩： HTTP/2 会压缩头（Header）如果你同时发出多个请求，他们的头是⼀样的或是相似的，那么，协议会帮你消除重复的部分。 这就是所谓的 HPACK 算法：在客户端和服务器同时维护⼀张头信息表，所有字段都会存⼊这个表，⽣成⼀个索引号，以后就不发送同样字段了，只发送索引号，这样就提⾼速度了。
  2. ⼆进制格式： HTTP/2 不再像 HTTP/1.1 ⾥的纯⽂本形式的报⽂，⽽是全⾯采⽤了⼆进制格式，头信息和数据体都是⼆进制，并且统称为帧（frame）：头信息帧和数据帧。这样虽然对⼈不友好，但是对计算机⾮常友好，因为计算机只懂⼆进制，那么收到报⽂后，⽆需再将明⽂的报⽂转成⼆进制，⽽是直接解析⼆进制报⽂，这增加了数据传输的效率。
  3. 数据流：HTTP/2 的数据包不是按顺序发送的，同⼀个连接⾥⾯连续的数据包，可能属于不同的回应。因此，必须要对数据包做标记，指出它属于哪个回应。每个请求或回应的所有数据包，称为⼀个数据流（ Stream ）。每个数据流都标记着⼀个独⼀⽆⼆的编号，其中规定客户端发出的数据流编号为奇数， 服务器发出的数据流编号为偶数客户端还可以指定数据流的优先级。优先级⾼的请求，服务器就先响应该请求。
  4. 多路复⽤：HTTP/2 是可以在⼀个连接中并发多个请求或回应，⽽不⽤按照顺序⼀⼀对应。移除了 HTTP/1.1 中的串⾏请求，不需要排队等待，也就不会再出现「队头阻塞」问题，降低了延迟，⼤幅度提⾼了连接的利⽤率。举例来说，在⼀个 TCP 连接⾥，服务器收到了客户端 A 和 B 的两个请求，如果发现 A 处理过程⾮常耗时，于是就回应 A 请求已经处理好的部分，接着回应 B 请求，完成后，再回应 A 请求剩下的部分。
  5. 服务器推送：HTTP/2 还在⼀定程度上改善了传统的「请求 - 应答」⼯作模式，服务不再是被动地响应，也可以主动向客户端发送消息。举例来说，在浏览器刚请求 HTML 的时候，就提前把可能会⽤到的 JS、CSS ⽂件等静态资源主动发给客户端，减少延时的等待，也就是服务器推送（Server Push，也叫 Cache Push）。

    HTTP/2 有哪些缺陷？HTTP/3 做了哪些优化？

    HTTP/2 主要的问题在于，多个 HTTP 请求在复⽤⼀个 TCP 连接，下层的 TCP 协议是不知道有多少个 HTTP 请求的。所以⼀旦发⽣了丢包现象，就会触发 TCP 的重传机制，这样在⼀个 TCP 连接中的所有的 HTTP 请求都必须等待这个丢了的包被重传回来。
  • HTTP/1.1 中的管道（ pipeline）传输中如果有⼀个请求阻塞了，那么队列后请求也统统被阻塞住了
  • HTTP/2 多个请求复⽤⼀个TCP连接，⼀旦发⽣丢包，就会阻塞住所有的 HTTP 请求。

这都是基于 TCP 传输层的问题，所以 HTTP/3 把 HTTP 下层的 TCP 协议改成了 UDP！
UDP 发⽣是不管顺序，也不管丢包的，所以不会出现 HTTP/1.1 的队头阻塞 和 HTTP/2 的⼀个丢包全部重传问 题。⼤家都知道 UDP 是不可靠传输的，但基于 UDP 的 QUIC 协议 可以实现类似 TCP 的可靠性传输。

  • QUIC 有⾃⼰的⼀套机制可以保证传输的可靠性的。当某个流发⽣丢包时，只会阻塞这个流，其他流不会受到影响。
  • TLS3 升级成了最新的 1.3 版本，头部压缩算法也升级成了 QPack 。
  • 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。