HTTP协议详解

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HTTP协议全称Hyper Text Transfer Protocol，翻译过来就是超文本传输协议，位于TCP/IP四层模型当中的应用层。HTTP协议通过请求/响应的方式，在客户端和服务端之间进行通信。HTTP协议有一个致命的缺点：不够安全。HTTP协议的信息传输完全以明文方式，不做任何加密。

主要特点

简单快速：客户向服务器请求服务时，只需传送请求方法和路径。请求方法常用的有GET、HEAD、POST。每种方法规定了客户与服务器联系的类型不同。由于HTTP协议简单，使得HTTP服务器的程序规模小，因而通信速度很快。
灵活：HTTP允许传输任意类型的数据对象。正在传输的类型由Content-Type加以标记。
无连接：无连接的含义是限制每次连接只处理一个请求。服务器处理完客户的请求，并收到客户的应答后，即断开连接。采用这种方式可以节省传输时间。
无状态：HTTP协议是无状态协议。无状态是指协议对于事务处理没有记忆能力。缺少状态意味着如果后续处理需要前面的信息，则它必须重传，这样可能导致每次连接传送的数据量增大。另一方面，在服务器不需要先前信息时它的应答就较快。
支持B/S及C/S模式。

URL

HTTP使用统一资源标识符（Uniform Resource Identifiers, URI）来传输数据和建立连接。URL是一种特殊类型的URI，包含了用于查找某个资源的足够的信息
URL,全称是UniformResourceLocator, 中文叫统一资源定位符,是互联网上用来标识某一处资源的地址。以下面这个URL为例，介绍下普通URL的各部分组成：
http://www.aspxfans.com:8080/news/index.asp?boardID=5&ID=24618&page=1##name
一个完整的URL包括以下几部分：

协议部分：该URL的协议部分为“http：”，这代表网页使用的是HTTP协议。在”HTTP”后面的“//”为分隔符
域名部分：该URL的域名部分为“www.aspxfans.com”。一个URL中，也可以使用IP地址作为域名使用
端口部分：跟在域名后面的是端口，域名和端口之间使用“:”作为分隔符。端口不是一个URL必须的部分，如果省略端口部分，将采用默认端口
虚拟目录部分：从域名后的第一个“/”开始到最后一个“/”为止，是虚拟目录部分。虚拟目录也不是一个URL必须的部分。本例中的虚拟目录是“/news/”
文件名部分：从域名后的最后一个“/”开始到“？”为止，是文件名部分，如果没有“?”,则是从域名后的最后一个“/”开始到“##”为止，是文件部分，如果没有“？”和“##”，那么从域名后的最后一个“/”开始到结束，都是文件名部分。本例中的文件名是“index.asp”。文件名部分也不是一个URL必须的部分，如果省略该部分，则使用默认的文件名
锚部分：从“##”开始到最后，都是锚部分。本例中的锚部分是“name”。锚部分也不是一个URL必须的部分
参数部分：从“？”开始到“##”为止之间的部分为参数部分，又称搜索部分、查询部分。本例中的参数部分为“boardID=5&ID=24618&page=1”。参数可以允许有多个参数，参数与参数之间用“&”作为分隔符。

URI和URL的区别

URI，是uniform resource identifier，统一资源标识符，用来唯一的标识一个资源。
Web上可用的每种资源如HTML文档、图像、视频片段、程序等都是一个来URI来定位的
URI一般由三部组成：

访问资源的命名机制
存放资源的主机名
资源自身的名称，由路径表示，着重强调于资源。

任何URI的通用形式都是：
scheme：[``// [user：password @] host [：port]] [/] path [？查询] [##片段]
Scheme（方案）：该方案列出了具体语法和URI的任何相关协议。方案不区分大小写，后跟冒号。。
权限组件：权限组件由多个部分组成：可选的身份验证部分，主机（由注册名称或IP地址组成） , 以及可选的端口号。身份验证部分包含用户名和密码，用冒号分隔，后跟@符号。在@之后是主机名，然后是冒号，然后是一个端口号。请务必注意，IPv4地址必须采用点十进制表示法，并且IPv6地址必须括在括号中。
查询（可选）：查询包含一串非分层数据。虽然语法没有明确定义，但通常是由分隔符分隔的属性值对序列，例如＆符号或分号。查询通过问号与前一部分分开。
片段（可选）：片段包含片段标识符，该标识符为辅助资源提供方向。
URL是uniform resource locator，统一资源定位器，它是一种具体的URI，即URL可以用来标识一个资源，而且还指明了如何定位这个资源。URL是Internet上用来描述信息资源的字符串，主要用在各种WWW客户程序和服务器程序上，采用URL可以用一种统一的格式来描述各种信息资源，包括文件、服务器的地址和目录等。
URL一般由三部组成：

协议(或称为服务方式)
存有该资源的主机IP地址(有时也包括端口号)
主机资源的具体地址。如目录和文件名等

URN，uniform resource name，统一资源命名，是通过名字来标识资源
URI是以一种抽象的，高层次概念定义统一资源标识，而URL和URN则是具体的资源标识的方式。URL和URN都是一种URI。笼统地说，每个 URL 都是 URI，但不一定每个 URI 都是 URL。这是因为 URI 还包括一个子类，即统一资源名称 (URN)，它命名资源但不指定如何定位资源。
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请求消息Request

客户端发送一个HTTP请求到服务器的请求消息包括以下格式：
请求行（request line）、请求头部（header）、空行和请求数据四个部分组成。
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请求行以一个方法符号开头，以空格分开，后面跟着请求的URI和协议的版本。

GET /562f25980001b1b106000338.jpg HTTP/1.1
Host    img.mukewang.com
User-Agent    Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/51.0.2704.106 Safari/537.36
Accept    image/webp,image/*,*/*;q=0.8
Referer    http://www.imooc.com/
Accept-Encoding    gzip, deflate, sdch
Accept-Language    zh-CN,zh;q=0.8

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响应消息Response

HTTP响应也由四个部分组成，分别是：状态行、消息报头、空行和响应正文。

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状态码

所有HTTP响应的第一行都是状态行，依次是当前HTTP版本号，3位数字组成的状态代码，以及描述状态的短语，彼此由空格分隔。
状态代码的第一个数字代表当前响应的类型：

1xx消息——请求已被服务器接收，继续处理
2xx成功——请求已成功被服务器接收、理解、并接受
3xx重定向——需要后续操作才能完成这一请求
4xx请求错误——请求含有词法错误或者无法被执行
5xx服务器错误——服务器在处理某个正确请求时发生错误

请求方法

根据HTTP标准，HTTP请求可以使用多种请求方法。
HTTP1.0定义了三种请求方法： GET, POST 和 HEAD方法。
HTTP1.1新增了五种请求方法：OPTIONS, PUT, DELETE, TRACE 和 CONNECT 方法。

方法	描述
GET	请求指定的页面信息，并返回实体主体。
HEAD	类似于 GET 请求，只不过返回的响应中没有具体的内容，用于获取报头
POST	向指定资源提交数据进行处理请求（例如提交表单或者上传文件）。数据被包含在请求体中。POST 请求可能会导致新的资源的建立和/或已有资源的修改。
PUT	从客户端向服务器传送的数据取代指定的文档的内容。
DELETE	请求服务器删除指定的页面。
CONNECT	HTTP/1.1 协议中预留给能够将连接改为管道方式的代理服务器。
OPTIONS	允许客户端查看服务器的性能。
TRACE	回显服务器收到的请求，主要用于测试或诊断。
PATCH	是对 PUT 方法的补充，用来对已知资源进行局部更新。

工作原理

HTTP协议定义Web客户端如何从Web服务器请求Web页面，以及服务器如何把Web页面传送给客户端。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报文，请求报文包含请求的方法、URL、协议版本、请求头部和请求数据。服务器以一个状态行作为响应，响应的内容包括协议的版本、成功或者错误代码、服务器信息、响应头部和响应数据。
HTTP 请求/响应的步骤

客户端连接到Web服务器

一个HTTP客户端，通常是浏览器，与Web服务器的HTTP端口（默认为80）建立一个TCP套接字连接。例如，http://www.oakcms.cn。

发送HTTP请求

通过TCP套接字，客户端向Web服务器发送一个文本的请求报文，一个请求报文由请求行、请求头部、空行和请求数据4部分组成。

服务器接受请求并返回HTTP响应

Web服务器解析请求，定位请求资源。服务器将资源复本写到TCP套接字，由客户端读取。一个响应由状态行、响应头部、空行和响应数据4部分组成。

释放连接TCP连接

若connection 模式为close，则服务器主动关闭TCP连接，客户端被动关闭连接，释放TCP连接;若connection模式为keepalive，则该连接会保持一段时间，在该时间内可以继续接收请求;

客户端浏览器解析HTML内容

客户端浏览器首先解析状态行，查看表明请求是否成功的状态代码。然后解析每一个响应头，响应头告知以下为若干字节的HTML文档和文档的字符集。客户端浏览器读取响应数据HTML，根据HTML的语法对其进行格式化，并在浏览器窗口中显示。

例如：在浏览器地址栏键入URL，按下回车之后会经历以下流程：

浏览器向 DNS 服务器请求解析该 URL 中的域名所对应的 IP 地址;
解析出 IP 地址后，根据该 IP 地址和默认端口 80，和服务器建立TCP连接;
浏览器发出读取文件(URL 中域名后面部分对应的文件)的HTTP 请求，该请求报文作为 TCP 三次握手的第三个报文的数据发送给服务器;
服务器对浏览器请求作出响应，并把对应的 html 文本发送给浏览器;
释放 TCP连接;
浏览器将该 html 文本并显示内容;

GET与POST区别

操作	GET	POST
后退按钮/刷新	无害	数据会被重新提交（浏览器应该告知用户数据会被重新提交）。
书签	可收藏为书签	不可收藏为书签
缓存	能被缓存	不能缓存
编码类型	application/x-www-form-urlencoded	application/x-www-form-urlencoded 或 multipart/form-data。为二进制数据使用多重编码。
历史	参数保留在浏览器历史中。	参数不会保存在浏览器历史中。
对数据长度的限制	是的。当发送数据时，GET 方法向 URL 添加数据；URL 的长度是受限制的（URL 的最大长度是 2048 个字符）。	无限制。
对数据类型的限制	只允许 ASCII 字符。	没有限制。也允许二进制数据。
安全性	与 POST 相比，GET 的安全性较差，因为所发送的数据是 URL 的一部分。
在发送密码或其他敏感信息时绝不要使用 GET ！	POST 比 GET 更安全，因为参数不会被保存在浏览器历史或 web 服务器日志中。
可见性	数据在 URL 中对所有人都是可见的。	数据不会显示在 URL 中。

补充:

GET请求对URL长度理论上没有限制，GET是通过URL提交数据，那么GET可提交的数据量就跟URL的长度有直接关系了。而实际上，URL不存在参数上限的问题，HTTP协议规范没有对URL长度进行限制。这个限制是特定的浏览器及服务器对它的限制。IE对URL长度的限制是2083字节(2K+35)。对于其他浏览器，如Netscape、FireFox等，理论上没有长度限制，其限制取决于操作系统的支持。
GET请求也可以加request body，因为http协议并没有规定get请求不能携带body参数，只是大部分浏览器不支持GET携带body体，或者直接忽略GET的body体。POST也可以携带url参数。GET和POST本质上就是TCP链接，并无差别。但是由于HTTP的规定和浏览器/服务器的限制，导致他们在应用过程中体现出一些不同。
GET产生一个TCP数据包；POST产生两个TCP数据包。对于GET方式的请求，浏览器会把http header和data一并发送出去，服务器响应200（返回数据）；而对于POST，浏览器先发送header，服务器响应100 continue，浏览器再发送data，服务器响应200 ok（返回数据）。并不是所有浏览器都会在POST中发送两次包，Firefox就只发送一次。

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