[HTTP][概述][一][学习笔记]

1.HTTP概述

超文本传输协议（HTTP）是一个用于传输超媒体文档（例如HTML）的应用层协议。它是为Web浏览器与Web服务器之间的通信而设计的。HTTP遵循CS模型，客户端打开一个连接以发出请求，然后等待直到收到服务器端响应。HTTP是无状态协议，这意味着服务器不会在两个请求之间保留任何数据（状态）。尽管通常基于TCP/IP层，但它可以在任何可靠的传输层上使用，也就是说，该协议不像UDP那样静默丢失消息。RUDP（UDP可靠化升级版本）是合适的替代选择。

Web栈的层次结构图

客户端和服务端交换各自消息进行交互。浏览器发出requests，服务端响应responses。

2.基于HTTP的组件系统

HTTP是cs协议：请求通过一个实体发出，实体就是用户代理。一般指浏览器，但也可以是爬虫之类的。

每个发到服务器的请求，都会被服务器处理并返回一个消息（response）。在请求与响应之间有很多称为proxies的实体，比如网关、缓存等。

2.1.客户端：user-agent

user-agent就是能为用户发起行为的工具。通常指浏览器。浏览器总是作为发起一个请求的实体，要展现一个网页，浏览器首先发送一个请求来获取页面的HTML文档，在解析文档中的资源信息发送其他请求，获取脚本或CSS进行布局渲染以及其他图片视频等。然后，浏览器将这些资源整合起来，形成网页。

一个网页就是一个超文本文档。其中一部分显示的文本可能是链接，点击它能获取一个新页面。浏览器负责发送HTTP请求，并进一步解析HTTP返回的消息，以向用户提供明确的响应。

2.2.Web服务端

Web Sever来服务并提供客户端所请求的文档。Server可以代表服务器，也可以是一种软件，通过向其他计算机（缓存，数据库服务器等）发起请求来获取资源。

2.3.代理（Proxies）

在浏览器和服务器之间，有很多计算机和其他设备转发了HTTP消息。由于Web栈层次结构的原因，大多出现在传输层、网络层和物理层上。还有一部分在应用层上，被称为代理（Proxies）。代理可以为透明，也可以不透明（"改变请求"会通过他们）。代理主要作用由：

缓存（可以是公开的也可以是私有的，像浏览器的缓存）

过滤（像反病毒扫描，家长控制等）

负载均衡（让多个服务器服务不同的请求）

认证（对不同资源进行权限管理）

日志记录（允许存储历史信息）

3.HTTP的基本特质

3.1.HTTP是简单的

HTTP被设计得简单易读，报文能够被人都懂，还允许简单测试，降低了门槛。

3.2.HTTP是可拓展的

在HTTP/1.0中出现的HTTP headers让协议扩展变得非常容易。只要服务端和客户端就新 headers 达成语义一致，新功能就可以被轻松加入进来。

3.3.HTTP是无状态，有会话的

HTTP是无状态的：在同一个连接中，两个执行成功的请求之间是没有关系的。这样会带来一个问题，用户没有办法在同一个网站中进行连续的交互，比如在购物网站，用户添加了购物车，切换到另一个页面后再添加购物车，这两次添加购物车没有任何关联，浏览器无法知道用户选了什么商品。使用HTTP的头部扩展，HTTP Cookies可以解决这个问题。把Cookies添加到头部中，创建一个会话让每次请求都能共享相同的上下文信息，达到相同的状态。HTTP本质无状态，使用Cookies创建有状态会话。

3.4.HTTP和连接

一个连接是传输层控制的，不属于HTTP范围。HTTP并不需要底层的传输层协议是面向连接的，只需要它是可靠的或不丢失消息的（出错会返回错误）。在互联网中两个最常用的协议：TCP是可靠的，UDP不可靠。因此，HTTP依赖于面向连接的TCP进行消息传递，但连接不是必须的。

在客户端与浏览器交互之前，必须在两者之间建立一个TCP链接，打开一个TCP连接需要多次交换消息（很耗时）。为了减轻这些缺陷，HTTP通过在一个连接复用消息的方式来让这个连接始终保持为暖连接。为了更好的适合HTTP，设计一种更好传输协议的进程一直在进行。

4.HTTP能控制什么

4.1.缓存

通过HTTP来控制文档如何缓存。服务端能告诉代理和客户端哪些文档需要被缓存，缓存多久，客户端也能够命令中间的缓存代理来忽略存储的文档。

4.2.开放同源限制

为了防止隐私泄露，浏览器强制对Web网站做了分割限制。只有来自于相同来源的网页才能够获取网站的全部信息。HTTP可以通过修改头部来开放这样的限制，因此Web文档可以是由不同域下的信息拼接成的。

4.3.认证

一些页面被保护起来只让特定用户访问。基本的认证功能可以直接通过HTTP提供，使用Authenticate相似头部或者HTTP Cookies设置指定会话。

4.4.代理和隧道

一般情况下服务器或客户端是出于内网的，对外网隐藏真实IP。因此HTTP请求就要通过代理越过这个网络屏障。但不是代理都是HTTP代理。比如，SOCKS协议代理就运行在更底层，一些像FTP这样的协议都能够被它们处理。

4.5.会话

使用HTTP Cookies允许用一个服务端的状态发起请求，创建会话。基本的HTTP是无状态的协议。不仅仅可以应用到像购物车这样的电商业务上，任何网站都可以为用户定制显示内容。

5.HTTP流

当客户端和服务端进行交互时要经过以下几步：

打开TCP连接：TCP连接用来发送一条或多条请求，以及接受响应消息。客户端可能打开一条新的连接或重用已经存在的连接，也可能开几个连接。

发送一个HTTP报文：报文被封装在帧中。

读取服务端返回的报文信息

关闭连接或为后续请求重用连接。

6.HTTP报文

有两种HTTP报文类型，请求与响应。

6.1.请求

HTTP的method，经常是由一个动词像GET, POST 或者一个名词像OPTIONS，HEAD来定义客户端的动作行为。通常客户端的操作都是获取资源（GET方法）或者发送HTML form表单（POST方法），虽然在一些情况下也会有其他操作。

path，路径

accept-encoding，接受的编码

accept-language，接受的语言

6.2.响应

7.基于HTTP的APIs

基于HTTP的最常用API是XMLHttpRequest API，可用于在user agent和服务器之间交换数据。 现代Fetch API提供相同的功能，具有更强大和灵活的功能集。

另一种API，即服务器发送的事件，是一种单向服务，允许服务器使用HTTP作为传输机制向客户端发送事件。使用EventSource接口，客户端打开连接并建立事件句柄。 客户端浏览器自动将到达HTTP流的消息转换为适当的Event对象，并将它们传递给专门处理这类type事件的句柄，如果有这么个句柄的话。但如果相应的事件处理句柄根本没有建立，那就交给onmessage (en-US)事件处理程序处理。

HTTP TCP/IP

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