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HTTP、HTTPS、HTTP/2

分类: 文章 • 2023-03-21 13:28:44

HTTP

超文本传输协议（HTTP，HyperText Transfer Protocol)是互联网上应用最为广泛的一种网络协议。所有的WWW文件都必须遵守这个标准。设计HTTP最初的目的是为了提供一种发布和接收HTML页面的方法。1960年美国人Ted Nelson构思了一种通过计算机处理文本信息的方法，并称之为超文本（hypertext）,这成为了HTTP超文本传输协议标准架构的发展根基。Ted Nelson组织协调万维网协会（World Wide Web Consortium）和互联网工程工作小组（Internet Engineering Task Force ）共同合作研究，最终发布了一系列的RFC，其中著名的RFC 2616定义了HTTP 1.1。

HTTP协议（HyperText Transfer Protocol，超文本传输协议）是用于从WWW服务器传输超文本到本地浏览器的传输协议。它可以使浏览器更加高效，使网络传输减少。它不仅保证计算机正确快速地传输超文本文档，还确定传输文档中的哪一部分，以及哪部分内容首先显示(如文本先于图形)等。

HTTP的请求响应模式

HTTP协议采用了请求/响应模型。客户端向服务器发送一个请求，请求头包含请求的方法、URL、协议版本、以及包含请求修饰符、客户信息和内容的类似于MIME的消息结构。服务器以一个状态行作为响应，响应的内容包括消息协议的版本，成功或者错误编码加上包含服务器信息、实体元信息以及可能的实体内容。

HTTP协议是一个无状态的协议，同一个客户端的这次请求和上次请求是没有对应关系。

HTTP协议通常承载于TCP协议之上，有时也承载于TLS或SSL协议层之上，这个时候，就成了我们常说的HTTPS。

HTTP、HTTPS、HTTP/2

工作流程

  1. 首先客户机与服务器需要建立连接。只要单击某个超级链接，HTTP的工作开始。
  2. 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、客户机信息和可能的内容。
  3. 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。
  4. 客户端接收服务器所返回的信息通过浏览器显示在用户的显示屏上，然后客户机与服务器断开连接。

通用头域

通用头域包含请求和响应消息都支持的头域，通用头域包含Cache-Control、Connection、Date、Pragma、Transfer-Encoding、Upgrade、Via。

Cache-Control头域：

Cache-Control指定请求和响应遵循的缓存机制。请求时的缓存指令包括no-cache、no-store、max-age、max-stale、min-fresh、only-if-cached，响应消息中的指令包括public、private、no-cache、no-store、no-transform、must-revalidate、proxy-revalidate、max-age。
Public指示响应可被任何缓存区缓存。
Private指示对于单个用户的整个或部分响应消息，不能被共享缓存处理。这允许服务器仅仅描述当用户的部分响应消息，此响应消息对于其他用户的请求无效。
no-cache指示请求或响应消息不能缓存
no-store用于防止重要的信息被无意的发布。在请求消息中发送将使得请求和响应消息都不使用缓存。
max-age指示客户机可以接收生存期不大于指定时间（以秒为单位）的响应。
min-fresh指示客户机可以接收响应时间小于当前时间加上指定时间的响应。
max-stale指示客户机可以接收超出超时期间的响应消息。如果指定max-stale消息的值，那么客户机可以接收超出超时期指定值之内的响应消息。

Connection：

Keep-Alive功能使客户端到服务器端的连接持续有效，当出现对服务器的后继请求时，Keep-Alive功能避免了建立或者重新建立连接（但是同时也有弊端，当请求暂停的时候，也是对资源的一种浪费）。市场上的大部分Web服务器，包括iPlanet、IIS和Apache，都支持HTTP Keep-Alive。

KeepAliveTime 值控制 TCP/IP 尝试验证空闲连接是否完好的频率。如果这段时间内没有活动，则会发送保持活动信号。如果网络工作正常，而且接收方是活动的，它就会响应。

Date头域:

Date头域表示消息发送的时间，时间的描述格式由rfc822定义。例如，Date:Tue, 09 Jan 2018 03:35:51 GMT。Date描述的时间表示世界标准时，换算成本地时间，需要知道用户所在的时区。

Pragma头域:

Pragma头域用来包含实现特定的指令，最常用的是Pragma:no-cache。在HTTP/1.1协议中，它的含义和Cache-Control:no-cache相同。

请求头域

请求头域可能包含下列字段Accept、Accept-Charset、Accept-Encoding、Accept-Language、Authorization、From、Host、If-Modified-Since、If-Match、If-None-Match、If-Range、If-Range、If-Unmodified-Since、Max-Forwards、Proxy-Authorization、Range、Referer、User-Agent。对请求头域的扩展要求通讯双方都支持，如果存在不支持的请求头域，一般将会作为实体头域处理。

Host头域:

Host头域指定请求资源的Intenet主机和端口号，必须表示请求url的原始服务器或网关的位置。HTTP/1.1请求必须包含主机头域，否则系统会以400状态码返回。

Referer头域:

Referer头域允许客户端指定请求uri的源资源地址，这可以允许服务器生成回退链表，可用来登陆、优化cache等。他也允许废除的或错误的连接由于维护的目的被追踪。如果请求的uri没有自己的uri地址，Referer不能被发送。如果指定的是部分uri地址，则此地址应该是一个相对地址。
HTTP Referer是header的一部分，当浏览器向web服务器发送请求的时候，一般会带上Referer，告诉服务器我是从哪个页面链接过来的，服务器藉此可以获得一些信息用于处理。比如从我主页上链接到一个朋友那里，他的服务器就能够从HTTP Referer中统计出每天有多少用户点击我主页上的链接访问他的网站。

Accept头域:

表示请求后可以被接受的类型。Accept:text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,image/apng,/;q=0.8
Accept-Encoding:gzip, deflate
Accept-Language:zh-CN,zh;q=0.9,en;q=0.8

Range头域：

Range头域可以请求实体的一个或者多个子范围。例如，
表示头500个字节：bytes=0-499
表示第二个500字节：bytes=500-999
表示最后500个字节：bytes=-500
表示500字节以后的范围：bytes=500-
第一个和最后一个字节：bytes=0-0,-1
同时指定几个范围：bytes=500-600,601-999
但是服务器可以忽略此请求头，如果无条件GET包含Range请求头，响应会以状态码206（PartialContent）返回而不是以200（OK）。（多用于多线程下载，分段请求数据）

User-Agent头域:

User-Agent头域的内容包含发出请求的用户信息。例：User-Agent:Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10_11_6) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/62.0.3202.94 Safari/537.36

Content-Range实体头：

Content-Range实体头用于指定整个实体中的一部分的插入位置，他也指示了整个实体的长度。在服务器向客户返回一个部分响应，它必须描述响应覆盖的范围和整个实体长度。一般格式：
Content-Range:bytes-unitSPfirst-byte-pos-last-byte-pos/entity-legth。Content-Range:bytes0-499/1234

Last-modified实体头：

Last-modified实体头指定服务器上保存内容的最后修订时间。

响应头域

响应头域允许服务器传递不能放在状态行的附加信息，这些域主要描述服务器的信息和Request-URI进一步的信息。响应头域包含Age、Location、Proxy-Authenticate、Public、Retry-After、Server、Vary、Warning、WWW-Authenticate。对响应头域的扩展要求通讯双方都支持，如果存在不支持的响应头域，一般将会作为实体头域处理。

Location响应头：

Location响应头用于重定向接收者到一个新URI地址。

Server响应头：

Server响应头包含处理请求的原始服务器的软件信息。此域能包含多个产品标识和注释，产品标识一般按照重要性排序。Server:Apache-Coyote/1.1

实体信息

Content-Type实体头：

Content-Type实体头用于向接收方指示实体的介质类型，指定HEAD方法送到接收方的实体介质类型，或GET方法发送的请求介质类型：Content-Type:text/html;charset=UTF-8

状态消息

1xx:信息

2xx:成功

3xx:重定向

4xx:客户端错误
400：服务器未能理解请求。
401：被请求的页面需要用户名和密码。
403：对被请求页面的访问被禁止。
404：服务器无法找到被请求的页面。
408：请求超出了服务器的等待时间。

5xx:服务器错误

HTTPS

HTTPS（全称：Hyper Text 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，因此加密的详细内容就需要SSL。 它是一个URI scheme（抽象标识符体系），句法类同http:体系。用于安全的HTTP数据传输。https:URL表明它使用了HTTP，但HTTPS存在不同于HTTP的默认端口及一个加密/身份验证层（在HTTP与TCP之间）。这个系统的最初研发由网景公司(Netscape)进行，并内置于其浏览器Netscape Navigator中，提供了身份验证与加密通讯方法。现在它被广泛用于万维网上安全敏感的通讯，例如交易支付方面。

通俗理解：HTTPS在HTTP的基础上加入了SSL协议，SSL依靠证书来验证服务器的身份，并为浏览器和服务器之间的通信加密。

HTTPS和HTTP的区别：

  1. https协议需要到ca申请证书，一般免费证书很少，需要交费。
  2. http是超文本传输协议，信息是明文传输，https 则是具有安全性的ssl加密传输协议。
  3. http和https使用的是完全不同的连接方式，用的端口也不一样，前者是80，后者是443。
  4. http的连接很简单，是无状态的；HTTPS协议是由SSL+HTTP协议构建的可进行加密传输、身份认证的网络协议，比http协议安全。

关于SSL和TLS下篇再解释；

HTTP/2

HTTP/2 （原名HTTP/2.0）即超文本传输协议 2.0，是下一代HTTP协议。是由互联网工程任务组（IETF）的Hypertext Transfer Protocol Bis (httpbis)工作小组进行开发。是自1999年http1.1发布后的首个更新。HTTP 2.0在2013年8月进行首次合作共事性测试。在开放互联网上HTTP 2.0将只用于https://网址，而 http://网址将继续使用HTTP/1，目的是在开放互联网上增加使用加密技术，以提供强有力的保护去遏制主动攻击。DANE RFC6698允许域名管理员不通过第三方CA自行发行证书。

当然上篇也提到HTTP/2会替代SPDY，谷歌也不会再维护SPDY，HTTP/2包含了SPDY的优点，提高了速度：
多路复用请求；
对请求划分优先级；
压缩HTTP头；
服务器推送流（即Server Push技术）；

HTTP 2.0引入二进制框架，这是HTTP 1.1所不兼容的。既然是用在浏览器和服务器上，那么对于用户来讲“不可见”也是可以理解的。另一个改进是支持多个并发的HTTP请求取代此前仅支持单一请求模式。

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