HTTP概述

HTTP是一种能够获取如HTML这样网络资源的协议。它是Web上数据交换的基础，是一种client-server协议，也就是说请求通常是由像浏览器这样的接受方发起的。一个完整的web文档是由不同的子文档重新组建而成的，像是文本、布局描述、图片、视频、脚本等等。

基于HTTP的组件系统

HTTP是一个client-server协议：请求通过一个实体被发出，实体也就是用户代理。大多数情况下，这个用户代理都是指浏览器，当然它也可能是任何东西，比如一个爬取网页来生成和维护搜索引擎索引的机器。

每一个发送到服务器的请求，都会被服务器处理并且返回一个消息，也就是response。在client与server之间，还有许许多多的被称为proxies的实体，他们的作用与表现各不相同，比如有些是网关，还有些是caches等。

实际上，在一个浏览器和处理请求的服务器之间，还有计算机、路由器、调制解调器等等许多实体。由于Web的层次设计，那些在网络层和传输层都不可见了。HTTP是在最上层应用层中的，虽然下面的层次对分析网络问题非常重要，但是对HTTP的描述来说，这些大多数都是不相关的。

客户端：user-agent

严格意义来说，user-agent就是任何能够为用户发起行为的工具。但实际上，这个角色通常都是由浏览器来扮演。

对于发起请求来说，浏览器总是作为发起一个请求的实体，而永远不是服务器（虽然一些机制已经能够模拟服务器发起请求的消息了）。

要渲染出一个网页，浏览器首先要发送第一个请求来获取这个页面的HTML文档，再解析它并根据文档中的资源信息发送其他的请求来获取脚本信息，或者CSS来进行页面布局渲染，还有一些其它的页面资源（如图片和视频等）。然后，它把这些资源结合到一起，展现出来一个完整的文档，也就是网页。打开一个网页后，浏览器还可以根据脚本内容来获取更多的资源来更新网页。

一个网页就是一个超文本文档，也就是说有一部分显示的文本可能是链接，启动它（通常是鼠标的点击）就可以获取一个新的网页。网页使得用户可以控制它的user-agent来导航Web。浏览器来负责翻译HTTP请求的命令，并翻译HTTP的返回消息让用户能明白返回消息的内容。

Web服务端

在上述通信过程的另一端，就是一个Web Server来服务并提供客户端请求的文档。Server只是虚拟意义上：它可以是许多共同分担负载（负载平衡）的一组服务器组成的计算机群，也可以是一种复杂的软件，通过向其他计算机发起请求来获取部分或全部资源的软件。

Server不再只是一个单独的机器，它可以是在同一个机器上装载的许多服务之一。在HTTP/1.1和Host头部中，它们甚至可以共享同一个IP地址。

Proxies

在浏览器和服务器之间，有许多计算机和其他设备转发了HTTP的消息。因为Web栈层次结构的原因，它们大多数都出现在传输层、网络层和物理层上，对于HTTP的应用层来说就是透明的（虽然它们可能会对应用层的性能有重要影响）。而还有一部分表现在应用层上的，就叫做proxies了。Proxies既可以表现得透明，又可以不透明（看请求是否通过它们），主要表现在这几个功能上：

·缓存（可以是公开的或是私有的，像浏览器的缓存）

·过滤（像反病毒扫描，家长监护）

·负载均衡，让多个服务器服务不同的请求

·对不同资源的权限控制

·登陆，允许存储历史信息

HTTP 的基本性质

HTTP 是简单的

即便在HTTP/2中把HTTP消息封装到了frames中，HTTP大体上还是被设计成可读的而且简单的。HTTP的消息能够让人读懂且明白它的意思，还允许简单的测试，放低了门槛，更有利于新来者了解。

HTTP 是可扩展的

在HTTP/1中就出现了, HTTP headers让协议扩展变得非常容易。只要服务端和客户端在新的headers上语义达成一致，新的功能就可以轻松地被加进来。

HTTP 是无状态，有会话的

HTTP是无状态的：在同一个连接中，两个成功执行的请求之间是没有关系的。这就带来了一个问题，用户没办法在一个网站进行连续的交互，比如在一个电商网站里，用户把某个商品加入了购物车中，换了一个页面后再次添加商品，两次添加商品的请求没有联系，浏览器无法知道最终用户都选择了哪些商品。而用HTTP的头部扩展，HTTP Cookies就可以解决这个问题。把Cookies添加到头部中，创建一个会话来让每次请求都能共享相同的上下文信息，相同的状态。

而HTTP的核心是无状态的，cookies的使用可以创建有状态的会话。

HTTP 和连接

一个连接是由传输层来控制的，基本不属于HTTP的范围内。然而HTTP并不需要下面传输层的协议是面向连接的，它只需要它是可靠的，就是说不能丢失消息（至少没有错误）。在因特网两个最常用的传输层协议中，TCP是可靠的，而UDP不是。因此，HTTP依赖于TCP进行消息传递，虽然TCP是面向连接的，但这并不是必须的。

HTTP/1.0曾经为每一个请求/回应交换都打开一个TCP连接，导致了2个缺点：打开一个连接需要多次的消息往返因此很慢。但是当多个消息周期性的发送时，这就变得更加高效：暖连接比冷连接更高效。

为了减少这些负担，HTTP/1.1引入了流水线的概念（已被证明很难实现）和持久连接的概念：下层的TCP连接可以通过Connection头部来被部分地控制。HTTP/2则发展的更多，通过一个连接多个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，设计一种更好的传输层协议就一直在进行中。Google就研发了一种以UDP为基础，能提供更可靠更有效传输层协议的QUIC。

HTTP 能控制什么

多年以来，HTTP良好的扩展性控制着越来越多Web的功能。缓存和认证方式很早就可以由HTTP来控制了。另一方面，对同源同域的限制到2010年才有所改变。

下面就是可以用HTTP来控制的常见特性。

·缓存

文档怎么缓存能够通过HTTP来控制。服务端能告诉代理和客户端什么需要被缓存，缓存多久，而客户端能够命令中间缓存代理来忽略存储的文档。

·开放同源限制

为了防止网络窥听和其它的隐私泄漏，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。这样的限制有时反而成了负担，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（在某些情况下，这样做还有安全因素考虑在里面）。

·认证

一些页面能够被保护起来，仅让特定的用户进行访问。基本的认证功能可以直接通过HTTP提供，使用Authenticate相似的头部就可以，或者用HTTP cookies来设定指定的会话。

·代理

服务端和客户端通常都处在内部网上，彼此的真实地址都是不可见隐藏的。HTTP请求就要通过代理穿过网络障碍。不是所有的代理都是HTTP代理的，像一些用SOCKS协议的代理就运作在更底层（一些其它的协议，像ftp也能够被它们处理）

·会话

Cookies用一个服务端的状态连接起了每一个请求。这就创建了会话，虽然基本的HTTP是无状态协议。这很有用，不仅是因为能用到购物车这样的电商业务上，更是因为，它使得任何网站都能够配置页面展现的东西了。

HTTP 流

当客户端想要和服务端进行信息交互时（服务端是指作为最终的服务器，或者是作为中间代理），过程表现为下面的几步：

1.打开一个TCP连接（或者重用之前的一个）：TCP连接用来发送一条或多条请求，当然也用来接受回应消息。客户端可能重用一个已经存在的连接，或者也可能重开几个新的与服务端的TCP连接。

2.发送一个HTTP报文：HTTP报文（在HTTP/2之前）是语义可读的。在HTTP/2中，这些简单的消息被封装在了帧中，这使得报文不可能被直接读出来，但是规则仍旧是相同的。

GET / HTTP/1.1

Host: developer.mozilla.org

Accept-Language: fr

3.读取服务端返回的报文：

HTTP/1.1 200 OK

Date: Sat, 09 Oct 2010 14:28:02 GMT

Server: Apache

Last-Modified: Tue, 01 Dec 2009 20:18:22 GMT

ETag: "51142bc1-7449-479b075b2891b"

Accept-Ranges: bytes

Content-Length: 29769

Content-Type: text/html

4.关闭连接或者为以后的请求重用连接。

当HTTP流水线启动时，请求都可以不用等待第一个请求的成功回应就被发送。然而HTTP流水线已经被证明很难在现有的网络中实现，因为现有的网络中有很多老旧的软件与现代版本的软件共存。因此HTTP流水线已经被在有多请求下表现得更稳健的HTTP/2的帧所取代。

HTTP 报文

HTTP/1.1和更早的HTTP报文都是语义可读的。在HTTP/2中，这些报文被嵌入到了一个新的二进制结构中－帧。帧可以允许实现很多优化，如复用和报文头部的压缩。即使只有原始HTTP报文的一部分以这种HTTP/2版本的方式发送出来，每个报文的语义依旧不变，客户端会重组原始的HTTP/1.1请求。因此用HTTP/1.1格式来考虑HTTP/2报文仍旧很有效。

有两种HTTP报文的类型，请求与回应，每种都有其特定的格式。

请求

请求由下面的元素组成：

·一个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的。通常客户端的操作都是获取资源（用GET方法）或者发送一个HTML form表单的值（用POST方法），虽然在一些情况下也会有其他的操作。

·要获取的资源的路径，通常是上下文中就很明显的元素资源的URL，它没有protocol （http://），domain（developer.mozilla.org），或是TCP的port（HTTP是80端口）。

·HTTP协议的版本号。

·为服务端表达其他信息的可选择性的headers。

·对于一些像POST这样的方法，报文的body就包含了发送的资源，这个body与回应报文的body类似。

回应

回应报文包含了下面的元素：

·HTTP的版本号。

·一个状态码（status code），来告知对应的请求发送成功或失败，以及失败的原因。

·一个状态信息，这个信息是非权威的状态码描述信息，也就是说可以由服务端自行设定的。

·HTTP headers，与请求的很像。

·可选的，但是比在请求报文中更加常见地包含获取资源的body。

总结

HTTP是很简单可扩展的一种协议。结合了轻松添加头部信息能力的Client-server结构使得HTTP可以和Web的功能扩充一同发展。

即使HTTP/2为了提高性能把HTTP报文嵌到帧中这一举措增加了复杂度，但是从Web应用的角度来看，报文的基本结构是没有变化的，从HTTP/1.0发布起就是相同的。会话流依旧很简单，用一个简单的 HTTP message monitor就可以查看它和debug。

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摘自 MDN->Web 技术文档->HTTP->HTTP概述