http协议是每个web开发者都应该了解的基础知识,读书的时候没有深入学习,在开发过程经常遇到很多问题,诸如网页缓存问题 ,各种状态码等.买本 薄薄的《图解http》学了半个月, 写个文章总结 记录下. 本文思路是先从大的方向说http,然后再细入http的各种细节.

TCP/IP体系结构

http协议是基于TCP/IP的应用层协议, 先了解 TCP/IP 的四层机构

1.应用层,对应应用程序的通信服务的.这一层涉及的协议有http ftp TELNET等.
2.传输层,对应用层提供网络连接中的2台计算机之间的数据传输.这一层涉及的协议有 TCP UDP.
3.网络层,处理传输层上流动的数据包,简单地讲就是在众多选项中选择一条传输路线.这一层涉及的协议有 IP.
4.数据链路层,处理连接网络的硬件部分.比如网卡.

用一次http请求来大致了解下四层的协议是如何运作的:

  1. http协议负责生成针对目标服务器的http请求报文
  2. TCP协议将报文切割成报文段传给对方
  3. IP协议负责寻址,同时中转,传送
  4. 目标服务器接收到报文后,TCP将其重组,由http协议对报文内容进行处理,处理完后再按照同样的方式回传.

http协议简介

  1. http协议用于客户端和服务器端的之间的通信
  2. http是无状态协议,即每次处理完请求后,都不再保留之前请求或者响应的报文信息.
  3. http有几种方式给服务器端发送请求报文: GET(获取资源) POST(提交资源) DELETE PUT(传输文件) HEAD(获取首部信息) TRACE(追踪路径)
  4. 在http1.1 中,默认保持长连接.每个http协议都是在建立了TCP链接之后才进行报文的传输,在1.1此前的版本,每次完成http请求之后就会关闭TCP链接,TCP每次建立连接都需要经过3次握手等复杂的过程,比较耗资源.所以在1.1后,默认建立了长连接 ,即每次TCP建立后不再关闭,用于别的HTTP请求.1.1之前的版本可以通过http keep-alive的设置来实现持久连接.
  5. http1.1引入了管道机制,即一个TCP连接里,客户端可以同时发送多次请求,不足之处是服务器每次只能先处理完先发送过来的请求,完了之后再处理后面的请求.

http报文

分http请求报文和http响应报文,报文的结构: 报文首部 + 空行(CR+LF) + 报文主体 ,其中请求报文首部是包含了请求行,也就是(URL + http版本 + 方法), 响应报文的则是包含了状态行(http版本+状态码),首部还包含 请求/响应首部字段 + 通用首部字段等.

一个http请求报文首部信息:

POST / HTTP/1.1 Host: https://www.facebook.com/
user-agent:Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10_10_5) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/45.0.2454.99 Safari/537.36
accept:text/html,text/plain (通知服务器,用户代理能够处理的媒体类型 以及各媒体类型的优先级,比如text/html,text/plain)
accept-language:zh-CN,zh;q=0.8,en;q=0.6
accept-encoding:gzip, deflate, sdch (用户代理支持的内容编码 以及 优先顺序)
Connection: Keep-Alive
cache-control:no-cache (用来操作缓存的工作机制,no-cache表示强制想服务器验证)

http 响应报文首部信息:

HTTP/1.1 200 OK
Server:Apache Tomcat/5.0.12
Date:Mon,6Oct2003 13:23:42 GMT
Content-Length:112 (响应报文实体的大小)
Connection: close
Content-encoding:gzip (告知客户端,服务器对实体的主体部分选用的内容编码方式)

http状态码

  1. 1XX,信息性状态码.
  2. 2XX,成功状态码.表示客户端的请求已经被正常处理了.
  3. 3XX,重定向状态码.
  4. 4XX,客户端错误.表示请求出错的来源于客户端.例如常见的400
  5. 5XX,服务器错误.服务器本身发生了错误.

列下常见的状态码:

200 OK 客户端请求成功
302 Found 临时重定向 表示URI请求的资源已经被分配给新的URI
400 Bad Request 客户端请求有语法错误
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
500 Internal Server Error 服务器内部错误
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

webSocket

websocket是一种在单个 TCP 连接上进行全双工通讯的协议,相比http协议,websocket有这些优点:

1.服务器推送,支持服务器向客户端推送数据. 在http1.1中,默认Connection: keep-alive 来实现单个的http连接里可以实现 发送多个请求,接受多个响应.但是要获取一次服务器消息还是必须发送一次请求.而websocket则解决这个问题,服务器可以直接推送数据给客户端不必要等待客户端的请求.
2.减少通讯量,减少带宽. websocket的首部信息相比http来说少很多,因而通信量也少,占用带宽也少.

websocket通信的过程,开始是先采用http协议发起链接,然后切换到websocket协议.
网上例子:
请求:

    GET /chat HTTP/1.1  
    Host: server.example.com  
    Upgrade: websocket   (用于告诉服务器通信协议改为websocket,已达到握手目的)  
    Connection: Upgrade  
    Sec-WebSocket-Key: x3JJHMbDL1EzLkh9GBhXDw==  
    Sec-WebSocket-Protocol: chat, superchat  
    Sec-WebSocket-Version: 13  
    Origin: http://example.com

响应:

    HTTP/1.1 101 Switching Protocols (101状态码)  
    Upgrade: websocket  
    Connection: Upgrade  
    Sec-WebSocket-Accept: fFBooB7FAkLlXgRSz0BT3v4hq5s=  
    Sec-WebSocket-Origin: null  
    Sec-WebSocket-Location: ws://example.com/

建立websocket通信后,由于websocket支持全双工通信,因此服务器不需要等待请求,可直接发送数据给客户端.
在日常开发中,websocket最大的应用就是 替换ajax轮询来实现消息推送.