图解http读书笔记一——基础知识

网络基础tcp/ip

tcp/ip
- 计算机与网络设备需要通信，双方就必须基于相同方法，把这些规则成为协议。
- 协议中存在各种内容，如电缆规格，ip地址选定等
- 这些相关协议集合总称为tcp/ip

tcp/ip的分层管理
分为以下四层：应用层、传输层、网络层、数据链路层
层次化不关注对方如何实现

应用层：
决定了向用户提供应用服务时通信活动
比如ftp协议和dns服务，http协议也处于该层

传输层：
传输层对上层应用层，提供处于网络连接中的两台计算机之间的数据传输
有两个性质不同的协议：tcp和udp协议

网络层：
用来处理在网络上流动的数据包，数据包时网络传输的最小数据单位
该层规定了通过怎样的路径到达对方计算机，并把数据给对方。
简单的说就是选择一条传输路线

链路层：
用来处理连接网络的硬件部分。

之间的关系图：

其中具体的实现我们用http来举例子说明：
客户端在应用层发出一个想看某个web页面的http请求，然后，为了传输方便，在传输层（tcp协议）把从应用层接收到的数据http请求报文，进行分割，并在各个报文上标记序号和端口号转发给网络层，在网络层（ip协议），增加作为通信目的地的mac地址后，转发给链路层，这样，通信请求就准备齐全了。

发送端，每经过一层必然打上该层所属的首部信息。

ip,tcp和dns 协议

ip协议：位于网络层，保证确实将数据包传输给对方。

• ip地址时节点被分配到的地址，mac地址时网卡所属固定地址，ip可改变，mac基本不变。
• arp协议可以解析ip地址查出对应的mac地址，通信时往往需要中转，会利用下一站的mac地址来搜索下一个中转目标

tcp协议：
位于传输层，为了更容易传输大数据而的协议：

• 即将大块儿数据分割为报文段为单位的数据包进行管理
• 可以通过三次握手确保数据到达目标
  

dns服务：
位于应用层，提供域名到ip地址之间的解析服务

总结：见图

http协议

• 位于应用层，用于客户端和服务器端之间的通信
• 通过请求和响应的交换达成通信
• 是不保存状态的协议
• 请求uri定位资源
• 告知服务器意图的http方法
  get :获取资源，用来请求访问已被uri识别的资源
  。。。。post,put..。等方法需要在体会
  － 持久连接节省通信量
  http初始版本，每进行一次http通信就要断开一次tcp，当请求的资源大的时候（如图片，多文本），需要不停的通信，浪费，于是http1.1后，提出了持久连接，即任意一端没有提出断开，则保持tcp连接，减少了tcp重复建立连接的开销。
  然后持久化使得管线化成为可能，即同时并行发送多个请求，而不需要一个一个等待响应了
  见下图的演变
  
  即每次都需要重建
  
  持久化后（我认为其实就是connection的一个字段值的默认值改变）
  
  管线化后
  

cookie

cookie由来

http是无状态协议，不对之前发生过的请求和响应的状态进行管理，由于不必保存状态，可以减少服务器cpu和内存的使用。从某方面来说，正是因为这个原因，才会被应用到各种场景中。
但是这个特征似的需要web登录认证的页面无法进行状态管理，每次跳转就要再次登陆，为了解决这个矛盾，加入了cookie技术，通过在请求和响应报文中写入cookie信息来控制客户端状态。

cookie的过程

cookie会根据从服务器端发送的响应报文内的几个叫做set-cookie的首部字段信息，通知客户端自动在请求报文中加入cookie值后发送出去。

服务器端发现客户端发送过来的cookie后，会去检查究竟是从哪个客户端发来的连接请求，然后对比服务器上的记录，得到之前的状态信息。

见下图：

http报文内的http信息

报文首部：服务器端或客户端需处理的请求或响应的内容及属性
空行：回车符和换行符
报文主体：应该被发送的数据

报文首部：
请求行：包含请求的方法，请求uri和http版本
状态行：响应结果的状态码，原因短语和http版本
首部字段：包含请求和响应的各种条件和属性的各类首部
其他：可能包含http中rfc未定义的首部 如cookie等
rfc:http协议用来制定标准技术的文档
报文首部其实就是各种状态和属性

http状态码

报文状态码告知从服务端返回的请求结果
状态码如 200 ok 三位数字＋原因短语
类别

例子：
200 ok
比如使用get方法，对应请求资源的实体会作为响应返回

206 partial content
表示客户端进行了范围请求，而服务器成功执行了这部分的get请求，响应豹纹中包含由content-range指定范围的实体内容

与http协作的web服务器

单台虚拟主机实现多个域名

域名通过dns服务映射到ip地址，可见，当请求发送到服务器的时候，已经是以ip地址形式访问了。
所以，如果一台服务器内托管了多个域名，那么当收到请求的时候就要弄清楚究竟访问哪个域名（dns后映射到同一个ip地址）。
所以在发送http请求的时候，必须在host首部内完整指定主机名或域名的uri。

通信数据转发程序：代理、网关、隧道

http通信时，除了客户端和服务器外，还有一些用于通信数据转发的程序，他们可以配合服务器工作。

这些应用程序可以将请求转发给通信线路上的下一站服务器，并能从那台服务器发送的响应再转发给客户端

代理：代理基本行为就是转发请求和响应，不会改变请求uri

转发时候 ，需要附加via首部，标记经过的主机信息

使用代理的场景： 利用缓存技术减少网络带宽流量等

缓存代理（catching proxy）：预先将资源的副本缓存在代理服务器上
当再次接收到对相同资源的请求，就可以不用从源服务器哪里获取资源

网关：
利用网关可以使通信线路伤的服务器提供非http协议服务，可以提高安全性
场景：连接数据库等

缓存服务器

缓存服务器是代理的一种，当代理转发从服务器返回的响应时候，代理服务器将会保存一份资源的副本。

源服务器不必多次处理相同请求

当然， 缓存也是有期限的，过期后依旧需要重新向源服务器发出请求。

客户端的缓存

缓存还可以存在与客户端浏览器中，ie浏览器将其称为临时网络文件。
缓存如果有效，可直接从本地磁盘内读取。

http首部

http协议的请求和响应报文中必定包含http首部。首部内容为客户端和服务器分别处理请求和响应提供所需要的信息。

http请求报文

由请求行（方法,uri,http版本）、http首部字段（请求首部字段、通用首部字段、实体首部字段）构成

http响应报文

由状态行（http版本、状态码）、http首部字段（响应首部字段、通用首部字段、实体手部字段）构成

http首部字段

是报文的要素之一，传递了重要信息，为浏览器和客户端提供报文主体大小、所使用语言、认证信息等等。

结构：
首部字段名：字段值

四种http首部字段类型：
通用首部字段：请求报文和响应报文都会用
请求首部字段：请求报文时使用的首部。补充了请求的附加内容、客户端信息、响应内容相关优先级等信息
响应首部字段： 补充了响应的附加内容，也会要求客户端附加额外的内容信息

实体首部字段：针对请求报文和响应报文的实体部分使用的首部。补充了资源内容更新时间等与实体有关的信息。

http首部字段一览

非http1.1首部字段

在http通信中使用的首部字段，不限于rfc2616中定义的。还有包括cookie,set-cookie等在其他rfc中定义的首部

http1.1通用首部字段
cache-control:操作缓存的工作机制
表示能否缓存的指令：
cache-control:public 表示其他用户也可以利用缓存
private：特定用户
。。。还有许多指令

cache-control扩展：
cache-extension token

cache-control:private,community="uci"

如上，cache-control手部字段本身没有community这个指令，借助extension tokens实现了指令的添加，如果缓存服务器不能理解这个指令，那么就会直接忽略它。因此，extension tokens仅能对理解他的缓存服务器来说时有意义的

connection指令:
控制代理不再转发的首部字段

connection:不再转发的首部字段名

管理持久连接：
http1.1版本默认连接都是持久连接。为此，客户端会在持久连接上连续发送请求。当服务器想断开时，指定connection手部字段为close
而http1.1之前 默认为close，

data：
手部字段data表明创建http报文的日期和时间

。。。还有许多通用字段此处不一一介绍

请求首部字段

accept ：
accept首部可通知服务器，用户代理能够处理的媒体类型及其相对优先级

accept:text/html,application/xhtml+xml,

• 文本文件：text/html,text/plain,application/xhtml+xml,application/xml
• 图片：image/jpeg,image/gif
  等

即根据浏览器支持的格式来设定

。。还有许多其他请求首部不一一介绍

响应首部字段

accept-ranges:

accept-ranges:bytes

用来告知客户端服务器是否能处理范围请求，以指定获取服务器端某个部分的资源

字段值 none bytes
其余字段不一一介绍，有需要直接百度

实体首部字段

即请求和响应报文中实体部分的首部字段

allow：

allow:get,head

用于通知客户端能够支持request-uri指定资源的所有http方法，
即服务器告诉客户端，从这里获得uri资源的method

其余字段请查询。。

为cookie服务的首部字段
看下图即刻明白：

set-cookie
当服务器开始管理客户端，会告知其各种信息
字段值：

其他首部字段
此处不赘述。。。需要请百度

后面的安全部分～敬请期待