HTTP概况

之前在校总是HTTP、TCP等的叫着，其实没有去过多的研究下，随着需要对网络进行深入了解，在网上开始查资料然后理解并整理这样一个HTTP的知识总结，其中并没有去研读《HTTP权威指南》，确实晦涩繁杂，等确实需要对某个方面进行优化时再读吧。因此本文是对HTTP的基础细节进行的总结，但对于WEB的理解和应用足够了。

一.HTTP层次结构

HTTP是一种能够获取如 HTML 这样的网络资源的通信协议。它是在 Web 上进行数据交换的基础，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文档通常是由不同的子文档拼接而成的，像是文本、布局描述、图片、视频、脚本等等。

其中浏览器这样的客户端发出的消息叫做 requests，被服务端回应的消息叫做 responses，在这个请求与回应之间，还有许许多多的被称为的实体，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。HTTP是应用层协议，建立在TCP等可靠传输之上的协议。

HTTP & layers.png

二.HTTP的组成部分

基于HTTP的组件包括：客户端（user-agent）、Web服务端、代理（Proxies）

（1）客户端

一个网页就是一个超文本文档，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，再解析文档中的资源信息发送其他请求，获取可执行脚本或CSS样式来进行页面布局渲染，以及一些其它页面资源（如图片和视频等）。然后，浏览器将这些资源整合到一起，展现出一个完整的文档，也就是网页。浏览器执行的脚本可以在之后的阶段获取更多资源，并相应地更新网页。

（2）Web服务端

Server只是虚拟意义上代表一个机器：它可以是共享负载（负载均衡）的一组服务器组成的计算机集群，也可以是一种复杂的软件，通过向其他计算机（如缓存，数据库服务器，电子商务服务器 ...）发起请求来获取部分或全部资源。同时Server 不一定是一台机器，但一个机器上可以装载的众多Servers。在HTTP/1.1 和Host头部中，它们甚至可以共享同一个IP地址。

（3）代理（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消息。由于Web栈层次结构的原因，它们大多都出现在传输层、网络层和物理层上，对于HTTP应用层而言就是透明的，虽然它们可能会对应用层性能有重要影响。还有一部分是表现在应用层上的，被称为代理（Proxies）。代理（Proxies）既可以表现得透明，又可以不透明（“改变请求”不会通过它们）。代理主要有如下几种作用：

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...）
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）

三.HTTP 的基本性质

HTTP是可扩展的；
HTTP是简单的； HTTP大体上还是被设计得简单易读；
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。这就带来了一个问题，用户没有办法在同一个网站中进行连续的交互，比如在一个电商网站里，用户把某个商品加入到购物车，切换一个页面后再次添加了商品，这两次添加商品的请求之间没有关联，浏览器无法知道用户最终选择了哪些商品。而使用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，创建一个会话让每次请求都能共享相同的上下文信息，达成相同的状态。注意，HTTP本质是无状态的，使用Cookies可以创建有状态的会话
HTTP的连接； 我们知道HTTP是基于TCP的可靠连接的，但是HTTP/1.0为每一个请求/响应都打开一个TCP连接，导致了2个缺点：打开一个TCP连接需要多次往返消息传递，因此速度慢；为了减轻这些缺陷，HTTP/1.1引入了流水线（被证明难以实现）和持久连接的概念：底层的TCP连接可以通过Connection 头（header）决定当前的事务完成后，是否会关闭网络连接。如果该值是“keep-alive”，网络连接就是持久的，不会关闭，使得对同一个服务器的请求可以继续在该连接上完成。

四.HTTP数据流

一.打开一个TCP连接
TCP连接被用来发送一条或多条请求，以及接受回应消息。客户端可能打开一条新的连接，或重用一个已经存在的连接，或者也可能开几个新的TCP连接连向服务端。
二.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，这使得报文不能被直接读取，但是原理仍是相同的。
三.读取服务端返回的报文信息
四.关闭连接或者为后续请求重用连接

当HTTP流水线启动时，后续请求都可以不用等待第一个请求的成功回应就被发送