HTTP(S)
介绍
HTTP--Hyper Text Transfer Protocol，超文本传输协议，是一种建立在TCP上的无状态连接，整个基本的工作流程是客户端发送一个HTTP请求，说明客户端想要访问的资源和请求的动作，服务端收到请求之后，服务端开始处理请求，并根据请求做出相应的动作访问服务器资源，最后通过发送HTTP响应把结果返回给客户端。其中一个请求的开始到一个响应的结束称为事务，当一个事物结束后还会在服务端添加一条日志条目。
HTTP请求
HTTP请求是客户端往服务端发送请求动作，告知服务器自己的要求。HTTP请求由状态行、请求头、请求正文三部分组成：
状态行：包括请求方式Method、资源路径URL、协议版本Version；
请求头：包括一些访问的域名、用户代理、Cookie等信息；
请求正文：就是HTTP请求的数据。
请求方式Method一般有GET、POST、PUT、DELETE，含义分别是获取、修改、上传、删除，其中GET方式仅仅为获取服务器资源，方式较为简单，因此在请求方式为GET的HTTP请求数据中，请求正文部分可以省略，直接将想要获取的资源添加到URL中。
下图为POST请求的格式，有状态行、请求头、请求正文三部分：
HTTP响应
响应数据格式
服务器收到了客户端发来的HTTP请求后，根据HTTP请求中的动作要求，服务端做出具体的动作，将结果回应给客户端，称为HTTP响应。HTTP响应由三部分组成：状态行、响应头、响应正文；
状态行：包括协议版本Version、状态码Status Code、回应短语；
响应头：包括搭建服务器的软件，发送响应的时间，回应数据的格式等信息；
响应正文：就是响应的具体数据。
| 状态码 | 含义 |
|---|---|
| 1xx | 表示HTTP请求已经接受，继续处理请求 |
| 2xx | 表示HTTP请求已经处理完成 |
| 3xx | 表示把请求访问的URL重定向到其他目录 |
| 4xx | 表示客户端出现错误 |
| 5xx | 表示服务端出现错误 |
常见状态码含义
| 常见状态码 | 含义 |
|---|---|
| 200 | OK/请求已经正常处理完毕 |
| 301 | 请求永久重定向 |
| 302 | 请求临时重定向 |
| 304 | 请求被重定向到客户端本地缓存 |
| 400 | 客户端请求存在语法错误 |
| 401 | 客户端请求没有经过授权 |
| 403 | 客户端的请求被服务器拒绝，一般为客户端没有访问权限 |
| 404 | 客户端请求的URL服务端不存在 |
| 500 | 服务端永久错误 |
| 503 | 服务端发生临时错误 |
HTTP响应模型
服务器收到HTTP请求之后，会有多种方法响应这个请求，下面是HTTP响应的四种模型：
单进程I/O模型
服务端开启一个进程，一个进程仅能处理一个请求，并且对请求顺序处理；
多进程I/O模型
服务端并行开启多个进程，同样的一个进程只能处理一个请求，这样服务端就可以同时处理多个请求；
复用I/O模型
服务端开启一个进程，但可以同时开启多个线程，一个线程响应一个请求，同样可以达到同时处理多个请求，线程间并发执行；
复用多线程I/O模型
服务端并行开启多个进程，同时每个进程开启多个线程，这样服务端可以同时处理进程数M*每个进程的线程数N个请求。
HTTP报文格式
HTTP报文是HTTP应用程序之间传输的数据块，HTTP报文分为HTTP请求报文和HTTP响应报文，但是无论哪种报文，他的整体格式是类似的，大致都是由起始、首部、主体三部分组成，起始说明报文的动作，首部说明报文的属性，主体则是报文的数据。接下来具体说明。
HTTP请求报文
请求报文的起始由请求行构成（有些资料称为状态行，名字不一样而已，都是指的一个东西），用来说明该请求想要做什么，由 首部部分由多个请求头(首部行)构成，部分首部字段名如下： 主体部分就是报文的具体数据。 HTTP响应报文 响应报文的起始由状态行构成，用来说明服务器做了什么，由 主体部分是响应报文的具体数据。 HTTP/0.9 HTTP协议的最初版本，功能简陋，仅支持请求方式GET，并且仅能请求访问HTML格式的资源。 HTTP/1.0 在0.9版本上做了进步，增加了请求方式POST和HEAD；不再局限于0.9版本的HTML格式，根据Content-Type可以支持多种数据格式，即MIME多用途互联网邮件扩展，例如text/html、image/jpeg等；同时也开始支持cache，就是当客户端在规定时间内访问统一网站，直接访问cache即可。 但是1.0版本的工作方式是每次TCP连接只能发送一个请求，当服务器响应后就会关闭这次连接，下一个请求需要再次建立TCP连接，就是不支持keep-alive。 HTTP/1.1 解决了1.0版本的keep-alive问题，1.1版本加入了持久连接，一个TCP连接可以允许多个HTTP请求； 加入了管道机制，一个TCP连接同时允许多个请求同时发送，增加了并发性；新增了请求方式PUT、PATCH、DELETE等. 但是还存在一些问题，服务端是按队列顺序处理请求的，假如一个请求处理时间很长，则会导致后边的请求无法处理，这样就造成了队头阻塞的问题；同时HTTP是无状态的连接，因此每次请求都需要添加重复的字段，降低了带宽的利用率。 HTTP/2.0 为了解决1.1版本利用率不高的问题，提出了HTTP/2.0版本。增加双工模式，即不仅客户端能够同时发送多个请求，服务端也能同时处理多个请求，解决了队头堵塞的问题；HTTP请求和响应中，状态行和请求/响应头都是些信息字段，并没有真正的数据，因此在2.0版本中将所有的信息字段建立一张表，为表中的每个字段建立索引，客户端和服务端共同使用这个表，他们之间就以索引号来表示信息字段，这样就避免了1.0旧版本的重复繁琐的字段，并以压缩的方式传输，提高利用率。另外也增加服务器推送的功能，即不经请求服务端主动向客户端发送数据。 当前主流的协议版本还是HTTP/1.1版本。 IP：IP访问量 相同的公网IP计算一次，就是同一个局域网内的所有用户访问一个网站，但是他们都是借助一个公网IP去访问那个网站的（NAT），因此这也只能算作一个IP访问量。换一次公网IP则会加1。 PV：网页访问量 用户访问的页面数就是PV访问量，同一个局域网的不同用户，而且就算是同一个用户，只要刷新一次网站页面，PV访问量就加1，三个访问量的值往往数PV的值最大。 UV：访客访问量 这里的访客不是用户，而是电脑，一台电脑算一个访客，即使是同一台电脑的不同用户，访问同一个网站UV也只能加1，只有更换电脑才会使UV加1，因为服务端会记录客户端电脑的信息。 介绍 HTTPS是以安全为目标的HTTP通道，是HTTP的安全版，即HTTP下加入SSL层，HTTPS的安全基础是SSL，因此加密的详细内容就需要SSL。HTTPS协议的主要作用可以分为两种：一种是建立一个信息安全通道，来保证数据传输的安全；另一种就是确认网站的真实性。 HTTP与HTTPS的区别 1.HTTPS协议需要到ca申请证书，一般免费证书较少，因而需要一定费用。 2.HTTP是超文本传输协议，信息是明文传输，HTTPS则是具有安全性的SSL加密传输协议。 3.HTTP和HTTPS使用的是完全不同的连接方式，用的端口也不一样，前者是80，后者是443。 4.HTTP的连接很简单，是无状态的；HTTPS协议是由SSL+HTTP协议构建的可进行加密传输、身份认证的网络协议，比HTTP协议安全。 HTTPS的工作原理 客户端在使用HTTPS方式与Web服务器通信时有以下几个步骤： 1.客户使用HTTPS的URL访问Web服务器，要求与Web服务器建立SSL连接。 2.Web服务器收到客户端请求后，会将网站的证书信息（证书中包含公钥）传送一份给客户端。 3.客户端的浏览器与Web服务器开始协商SSL连接的安全等级，也就是信息加密的等级。 4.客户端的浏览器根据双方同意的安全等级，建立会话密钥，然后利用网站的公钥将会话密钥加密，并传送给网站。 5.Web服务器利用自己的私钥解密出会话密钥。 6.Web服务器利用会话密钥加密与客户端之间的通信。 HTTPS的优缺点 优点 1.使用HTTPS协议可认证用户和服务器，确保数据发送到正确的客户机和服务器； 2.HTTPS协议是由SSL+HTTP协议构建的可进行加密传输、身份认证的网络协议，要比http协议安全，可防止数据在传输过程中不被窃取、改变，确保数据的完整性。 3.HTTPS是现行架构下最安全的解决方案，虽然不是绝对安全，但它大幅增加了中间人攻击的成本。 4.谷歌曾在2014年8月份调整搜索引擎算法，并称“比起同等HTTP网站，采用HTTPS加密的网站在搜索结果中的排名将会更高”。 缺点 1.HTTPS协议握手阶段比较费时，会使页面的加载时间延长近50%，增加10%到20%的耗电； 2.HTTPS连接缓存不如HTTP高效，会增加数据开销和功耗，甚至已有的安全措施也会因此而受到影响； 3.SSL证书需要钱，功能越强大的证书费用越高，个人网站、小网站没有必要一般不会用。 4.SSL证书通常需要绑定IP，不能在同一IP上绑定多个域名，IPv4资源不可能支撑这个消耗。 5.HTTPS协议的加密范围也比较有限，在黑客攻击、拒绝服务攻击、服务器劫持等方面几乎起不到什么作用。最关键的，SSL证书的信用链体系并不安全，特别是在某些国家可以控制CA根证书的情况下，中间人攻击一样可行。 介绍 Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层，它是一组接口。在设计模式中，Socket其实就是一个门面模式，它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面，对用户来说，一组简单的接口就是全部，让Socket去组织数据，以符合指定的协议。 图解 通信步骤 例子 client server 先运行client，再运行server，运行结果： TCP和UDP是OSI模型中的运输层中的协议。TCP提供可靠的通信传输，而UDP则常被用于让广播和细节控制交给应用的通信传输。 TCP(Transmission Control Protocol，传输控制协议): 连接三次握手： 第一次握手：Client将标志位SYN置为1，随机产生一个值seq=J，并将该数据包发送给Server，Client进入SYN_SENT状态，等待Server确认。 第二次握手：Server收到数据包后由标志位SYN=1知道Client请求建立连接，Server将标志位SYN和ACK都置为1，ack=J+1，随机产生一个值seq=K，并将该数据包发送给Client以确认连接请求，Server进入SYN_RCVD状态。 第三次握手：Client收到确认后，检查ack是否为J+1，ACK是否为1，如果正确则将标志位ACK置为1，ack=K+1，并将该数据包发送给Server，Server检查ack是否为K+1，ACK是否为1，如果正确则连接建立成功，Client和Server进入ESTABLISHED状态，完成三次握手，随后Client与Server之间可以开始传输数据了。 断开四次分手： 第一次挥手：Client发送一个FIN，用来关闭Client到Server的数据传送，Client进入FIN_WAIT_1状态。 第二次挥手：Server收到FIN后，发送一个ACK给Client，确认序号为收到序号+1（与SYN相同，一个FIN占用一个序号），Server进入CLOSE_WAIT状态。 第三次挥手：Server发送一个FIN，用来关闭Server到Client的数据传送，Server进入LAST_ACK状态。 第四次挥手：Client收到FIN后，Client进入TIME_WAIT状态，接着发送一个ACK给Server，确认序号为收到序号+1，Server进入CLOSED状态，完成四次挥手。 名词解析： ACK ：TCP报头的控制位之一,对数据进行确认.确认由目的端发出,用它来告诉发送端这个序列号之前的数据段都收到了.比如,确认号为X,则表示前X-1个数据段都收到了,只有当ACK=1时,确认号才有效,当ACK=0时,确认号无效,这时会要求重传数据,保证数据的完整性。 SYN ： 同步序列号,TCP建立连接时将这个位置设置为1。 FIN ：发送端完成发送任务后,当TCP完成数据传输需要断开时,提出断开连接的一方将其设置为1。 包头结构： 源端口 16位 UDP(User Data Protocol，用户数据报协议): 特点： 1.UDP是一个非连接的协议，传输数据之前源端和终端不建立连接，当它想传送时就简单地去抓取来自应用程序的数据，并尽可能快地把它扔到网络上。在发送端，UDP传送数据的速度仅仅是受应用程序生成数据的速度、计算机的能力和传输带宽的限制；在接收端，UDP把每个消息段放在队列中，应用程序每次从队列中读一个消息段。 2.由于传输数据不建立连接，因此也就不需要维护连接状态，包括收发状态等，因此一台服务机可同时向多个客户机传输相同的消息。 3.UDP信息包的标题很短，只有8个字节，相对于TCP的20个字节信息包的额外开销很小。 4.吞吐量不受拥挤控制算法的调节，只受应用软件生成数据的速率、传输带宽、源端和终端主机性能的限制。 5.UDP使用尽最大努力交付，即不保证可靠交付，因此主机不需要维持复杂的链接状态表（这里面有许多参数）。 6.UDP是面向报文的。发送方的UDP对应用程序交下来的报文，在添加首部后就向下交付给IP层。既不拆分，也不合并，而是保留这些报文的边界，因此，应用程序需要选择合适的报文大小。 使用“ping”命令来测试两台主机之间TCP/IP通信是否正常，其实“ping”命令的原理就是向对方主机发送UDP数据包，然后对方主机确认收到数据包，如果数据包是否到达的消息及时反馈回来，那么网络就是通的。 包头结构： 源端口 16位 TCP: 可靠，稳定 TCP的可靠体现在TCP在传递数据之前，会有三次握手来建立连接，而且在数据传递时，有确认、窗口、重传、拥塞控制机制，在数据传完后，还会断开连接用来节约系统资源。 UDP: 快，比TCP稍安全 UDP没有TCP的握手、确认、窗口、重传、拥塞控制等机制，UDP是一个无状态的传输协议，所以它在传递数据时非常快。没有TCP的这些机制，UDP较TCP被攻击者利用的漏洞就要少一些。但UDP也是无法避免攻击的，比如：UDP Flood攻击。 TCP: 慢，效率低，占用系统资源高，易被攻击 。TCP在传递数据之前，要先建连接，这会消耗时间，而且在数据传递时，确认机制、重传机制、拥塞控制机制等都会消耗大量的时间，而且要在每台设备上维护所有的传输连接，事实上，每个连接都会占用系统的CPU、内存等硬件资源。 而且，因为TCP有确认机制、三次握手机制，这些也导致TCP容易被人利用，实现DOS、DDOS、CC等攻击。 UDP: 不可靠，不稳定。 因为UDP没有TCP那些可靠的机制，在数据传递时，如果网络质量不好，就会很容易丢包。 TCP: 当对网络通讯质量有要求的时候，比如：整个数据要准确无误的传递给对方，这往往用于一些要求可靠的应用，比如HTTP、HTTPS、FTP等传输文件的协议，POP、SMTP等邮件传输的协议。 在日常生活中，常见使用TCP协议的应用如下： 浏览器用的HTTP FlashFXP，用的FTP Outlook、用的POP、SMTP Putty，用的Telnet、SSH QQ文件传输 …… UDP: 面向数据报方式，网络数据大多为短消息，拥有大量Client，对数据安全性无特殊要求，网络负担非常重，但对响应速度要求高，这时就可以使用UDP。 比如，日常生活中，常见使用UDP协议的应用如下： QQ语音 、QQ视频 、TFTP …… 具体编程时区别： 1.socket()的参数不同。 2.UDP Server不需要调用listen和accept 。 3.UDP收发数据用sendto/recvfrom函数 。 4.TCP：地址信息在connect/accept时确定 。 5.UDP：在sendto/recvfrom函数中每次均 需指定地址信息 。 6.UDP：shutdown函数无效。 服务器端编程一般步骤： TCP: 1、创建一个socket，用函数socket()。 2、设置socket属性，用函数setsockopt(); * 可选 。 3、绑定IP地址、端口等信息到socket上，用函数bind()。 4、开启监听，用函数listen()。 5、接收客户端上来的连接，用函数accept()。 6、收发数据，用函数send()和recv()，或者read()和write()。 7、关闭网络连接。 8、关闭监听。 UDP: 1、创建一个socket，用函数socket()。 2、设置socket属性，用函数setsockopt();* 可选 。 3、绑定IP地址、端口等信息到socket上，用函数bind()。 4、循环接收数据，用函数recvfrom()。 5、关闭网络连接。 客户端编程一般步骤： TCP: 1、创建一个socket，用函数socket()。 2、设置socket属性，用函数setsockopt();* 可选 。 3、绑定IP地址、端口等信息到socket上，用函数bind();* 可选 。 4、设置要连接的对方的IP地址和端口等属性。 5、连接服务器，用函数connect()。 6、收发数据，用函数send()和recv()，或者read()和write()。 7、关闭网络连接。 UDP: 1、创建一个socket，用函数socket()。 2、设置socket属性，用函数setsockopt();* 可选 。 3、绑定IP地址、端口等信息到socket上，用函数bind();* 可选 。 4、设置对方的IP地址和端口等属性。 5、发送数据，用函数sendto()。 6、关闭网络连接。 1、TCP面向连接（如打电话要先拨号建立连接）;UDP是无连接的，即发送数据之前不需要建立连接。 2、TCP提供可靠的服务。通过TCP连接传送的数据，无差错，不丢失，不重复，且按序到达;UDP尽最大努力交付，即不保证可靠交付。 3、TCP面向字节流，实际上是TCP把数据看成一连串无结构的字节流;UDP是面向报文的。UDP没有拥塞控制，因此网络出现拥塞不会使源主机的发送速率降低（对实时应用很有用，如IP电话，实时视频会议等）。 4、每一条TCP连接只能是点到点的;UDP支持一对一，一对多，多对一和多对多的交互通信。 5、TCP首部开销20字节;UDP的首部开销小，只有8个字节。 6、TCP的逻辑通信信道是全双工的可靠信道，UDP则是不可靠信道。 上一篇：Android基础(9)—多线程和异步任务 精彩内容不够看？更多精彩内容，请到微信搜索 “危君子频道” 订阅号，每周更新，欢迎大家关注订阅！
Method
含义
GET
访问服务器的资源
POST
向服务器发送要修改的数据
HEAD
获取服务器文档的首部
PUT
向服务器上传资源
DELETE
删除服务器的资源
首部字段名
含义
Accept
指定客户端能够接收的内容格式类型
Accept-Language
指定客户端能够接受的语言类型
Accept-Ecoding
指定客户端能够接受的编码类型
User-Agent
用户代理，向服务器说明自己的操作系统、浏览器等信息
Connection
是否开启持久连接(keep-alive)
Host
服务器域名
首部字段名
含义
Server
服务器软件名，Apache/Nginx
Date
服务器发出响应报文的时间
Last-Modified
请求资源的最后的修改时间
HTTP协议版本更替
网络访问量
HTTPS
Socket
public class Client {
public static void main(String[] args) throws Exception {
ServerSocket server_socket = new ServerSocket(8080);
Socket socket = server_socket.accept();
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));
String str;
while ((str = reader.readLine()) != null) {
System.out.println("我是服务端，我收到的消息是：" + str);
}
//用完关闭
reader.close();
inputStream.close();
socket.close();
server_socket.close();
}
}
public class Server {
public static void main(String[] args) throws Exception{
Socket server_socket = new Socket("127.0.0.1",8080);
BufferedWriter writer = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(server_socket.getOutputStream()));
writer.write("你好，jimyoungwei ，这里是客户端给你发的消息。");
writer.flush();
writer.close();
server_socket.close();
}
}
/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk-11.0.1.jdk/Contents/Home/bin/java "-javaagent:/Applications/IntelliJ IDEA CE.app/Contents/lib/idea_rt.jar=62225:/Applications/IntelliJ IDEA CE.app/Contents/bin" -Dfile.encoding=UTF-8 -classpath /Users/jimyoungwei/IdeaProjects/SocketTest/out/production/SocketTest com.jimyoungwei.Client
我是服务端，我收到的消息是：你好，jimyoungwei ，这里是客户端给你发的消息。
Process finished with exit code 0
TCP/UDP
基本认知
目标端口 16位
序列号 32位
回应序号 32位
TCP头长度 4位
reserved 6位
控制代码 6位
窗口大小 16位
偏移量 16位
校验和 16位
选项 32位(可选)
这样我们得出了TCP包头的最小长度，为20字节
目的端口 16位
长度 16位
校验和 16位优点
缺点
应用场景
网络编程
区别
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