http协议

HTTP协议简介

HTTP协议简介HTTP协议概述基于请求-响应的模式无状态保存HTTP原理TCP/IP协议族分层数据包封装TCP三次握手HTTP请求报文HTTP响应报文

超文本传输协议（HyperText Transfer Protocol，缩写：HTTP）是一种用于分布式、协作式和超媒体信息系统的应用层协议。HTTP是万维网的数据通信的基础。

他是万维网协会（World Wide Web Consortium）和Internet工作小组IETF（Internet Engineering Task Force）合作的结果，（他们）最终发布了一系列的RFC，RFC 1945定义了HTTP/1.0版本。其中最著名的就是RFC 2616。RFC 2616定义了今天普遍使用的一个版本——HTTP 1.1。

2014年12月，互联网工程任务组（IETF）的Hypertext Transfer Protocol Bis（httpbis）工作小组将HTTP/2标准提议递交至IESG进行讨论，于2015年2月17日被批准。 HTTP/2标准于2015年5月以RFC 7540正式发表，取代HTTP 1.1成为HTTP的实现标准。

HTTP协议概述

HTTP协议是客户端和服务端请求和应答的标准。通过使用网页浏览器、网络爬虫或者其它的工具，客户端发起一个HTTP请求到服务器上指定端口（默认端口为80）。我们称这个客户端为用户代理程序（user agent）。应答的服务器上存储着一些资源，比如HTML文件和图像。我们称这个应答服务器为源服务器（origin server）。在用户代理和源服务器中间可能存在多个“中间层”，比如代理服务器、网关或者隧道（tunnel）。

基于请求-响应的模式

请求从客户端发出,最后服务器端响应该请求并 返回。换句话说,肯定是先从客户端开始建立通信的,服务器端在没有 接收到请求之前不会发送响应。

websocket可以升级双方之间的连接，服务器可以主动向客户端推送信息，客户端也可以主动向服务器发送信息。

无状态保存

HTTP是一种不保存状态,即无状态(stateless)协议。HTTP协议自身不对请求和响应之间的通信状态进行保存。也就是说在HTTP这个 级别,协议对于发送过的请求或响应都不做持久化处理。

使用HTTP协议,每当有新的请求发送时,就会有对应的新响应产 生。协议本身并不保留之前一切的请求或响应报文的信息。这是为了更快地处理大量事务,确保协议的可伸缩性,而特意把HTTP协议设计成 如此简单的。当然可以使用

HTTP原理

HTTP是构建在TCP/IP协议之上的，是TCP/IP协议的一个子集。

TCP/IP协议族分层

1872516-20191126191031267-1919391560.png

1. 应用层

   应用层一般是我们编写的应用程序，其决定了向用户提供的应用服务。应用层可以通过系统调用与传输层进行通信。

   处于应用层的协议非常多，比如：FTP（File Transfer Protocol，文件传输协议）、DNS（Domain Name System，域名系统）和HTTP（HyperText Transfer Protocol，超文本传输协议）等。

2. 传输层

   传输层通过系统调用向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功能。

   在传输层有两个性质不同的协议：TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）和UDP（User Data Protocol，用户数据报协议）。

3. 网络层

   网络层用来处理在网络上流动的数据包，数据包是网络传输的最小数据单位。该层规定了通过怎样的路径（传输路线）到达对方计算机，并把数据包传输给对方。

4. 链路层

   链路层用来处理连接网络的硬件部分，包括控制操作系统、硬件设备驱动、NIC（Network Interface Card，网络适配器）以及光纤等物理可见部分。硬件上的范畴均在链路层的作用范围之内。

数据包封装

应用程序数据在发送到物理网络之前，会沿着协议栈从上往下传递。每层协议都将在上层协议数据的基础上加上自己的头部信息（链路层还会加上尾部信息），以为实现该层功能提供必要的信息。如图所示：

1872516-20191126200155431-1151306360.png

发送端发送数据时，数据会从上层传输到下层，且每经过一层都会被打上该层的头部信息。而接收端接收数据时，数据会从下层传输到上层，传输前会把下层的头部信息删除。过程如图所示：

1872516-20191126202321916-2008011682.png

由于下层协议的头部信息对上层协议是没有实际的用途，所以在下层协议传输数据给上层协议的时候会把该层的头部信息去掉，这个封装过程对于上层协议来说是完全透明的。这样做的好处是，应用层只需要关心应用服务的实现，而不用管底层的实现。

TCP三次握手

传输层协议主要有两个：TCP协议和UDP协议。TCP协议相对于UDP协议的特点是：TCP协议提供面向连接、字节流和可靠的传输。

使用TCP协议进行通信的双方必须先建立连接，然后才能开始传输数据。TCP连接是全双工的，也就是说双方的数据读写可以通过一个连接进行。为了确保连接双方可靠性，在双方建立连接时，TCP协议采用了三次握手（Three-way handshaking）策略。 过程如图所示：

image-20201223111411987.png

第一次握手：客户端发送带有SYN标志的连接请求报文段，然后进入SYN_SEND状态，等待服务端的确认。

第二次握手：服务端接收到客户端的SYN报文段后，需要发送ACK信息对这个SYN报文段进行确认。同时，还要发送自己的SYN请求信息。服务端会将上述的信息放到一个报文段（SYN+ACK报文段）中，一并发送给客户端，此时服务端将会进入SYN_RECV状态。

第三次握手：客户端接收到服务端的SYN+ACK报文段后，会想服务端发送ACK确认报文段，这个报文段发送完毕后，客户端和服务端都进入ESTABLISHED状态，完成TCP三次握手。

当三次握手完成后，TCP协议会为连接双方维持连接状态。为了保证数据传输成功，接收端在接收到数据包后必须发送ACK报文作为确认。如果在指定的时间内（这个时间称为重新发送超时时间），发送端没有接收到接收端的ACK报文，那么就会重发超时的数据。

HTTP请求报文

一个HTTP请求报文由请求行（request line）、请求头部（headers）、空行（blank line）和请求数据（request body）4个部分组成。

image-20201223142243556.png

• 请求行：分为三个部分：请求方法、请求地址URL和HTTP协议版本，它们之间用空格分割。例如，GET /index.html HTTP/1.1。

  • 请求方法

    
    
    image-20201223142856280.png
    
    

    [图片上传失败...(image-9f12ee-1608864476027)]

  • URL

    统一资源定位符，是一种资源位置的抽象唯一识别方法。 组成：<协议>://<主机>:<端口>/<路径> 端口和路径有事可以省略（HTTP默认端口号是80）

  • 协议版本

    协议版本的格式为：HTTP/主版本号.次版本号，常用的有HTTP/1.0和HTTP/1.1

• 请求头部

  请求头部为请求报文添加了一些附加信息，由“名/值”对组成，每行一对，名和值之间使用冒号分隔。

  请求头部的最后会有一个空行，表示请求头部结束，接下来为请求数据。

  
  
  image-20201223143243610.png

  [图片上传失败...(image-932853-1608864476032)]

• 请求数据

  请求的数据。。。长度应该与头部的length和type相对应。

HTTP响应报文

HTTP响应报文由状态行（status line）、相应头部（headers）、空行（blank line）和响应数据（response body）4个部分组成。

image-20201223145333687.png

[图片上传失败...(image-8a6918-1608864476047)]

• 状态行

  由3部分组成，分别为：协议版本、状态码、状态码扫描。其中协议版本与请求报文一致，状态码描述是对状态码的简单描述。

  
  
  image-20201223152214738.png

  [图片上传失败...(image-4738f7-1608864476032)]

• 响应头部

  
  
  image-20201223152453318.png

  [图片上传失败...(image-713612-1608864476032)]

• 响应数据

  响应的数据。。。。

一次完整的http请求应该包括以下步骤：

1. 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;

   一次从浏览器缓存、系统缓存、路由器缓存、ISP（互联网服务提供商） DNS缓存

2. 建立TCP连接

   三次握手

3. 发送http请求

4. 服务器响应

5. 释放tcp

   四次挥手