HTTP协议

HTTP协议

访问浏览器的过程

1. 浏览器的职责
2. DNS解析
3. TCP连接
4. http请求
5. 浏览器渲染原理

http概念

HTTP是处于应用层的协议，使用TCP传输层协议进行可靠的传送

HTTP（HyperText Transfer Protocol，超文本传输协议）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设计HTTP最初的目的是为了提供一种远距离共享知识的方式，借助多文档进行关联实现超文本，连成相互参阅的WWW（world wide web,万维网）

http相关技术

web开发语言

HTML

超文本标记语言，编程语言，主要负责实现页面的结构

css

Cascading Style Sheet 层叠样式表， 定义了如何显示（装扮） HTML 元素

javascript

javascript，实现网页的动画效果，但实属于静态资源

MIME

MIME是一种互联网标准，是一种用于标识文件类型的方法。

文件位置
/etc/mime.types
MIME格式：type/subtype   主要类型/次要类型

text/html  HTML网页
text/plain 纯文本文件
image/png  PNG图像
audio/mpeg MP3音频
video/mp4  MP4视频

URI 和 URL

URI： Uniform Resource Identifier 统一资源标识，分为URL 和 URN

URN：Uniform Resource Naming，统一资源命名

URL：Uniform Resorce Locator，统一资源定位符，用于描述某服务器某特定资源位置

URN和URL的区别

URN如同一个人的名称，而URL代表一个人的住址。换言之，URN定义某事物的身份，而URL提供查找该事物的方法。URN仅用于命名，而不指定地URL组成

URL格式
<scheme>://<user>:<password>@<host>:<port>/<path>;<params>?<query>#
scheme:方案，访问服务器以获取资源时要使用哪种协议
user:用户，某些方案访问资源时需要的用户名
password:密码，用户对应的密码，中间用：分隔
Host:主机，资源宿主服务器的主机名或IP地址
port:端口,资源宿主服务器正在监听的端口号，很多方案有默认端口号
path:路径,服务器资源的本地名，由一个/将其与前面的URL组件分隔
params:参数，指定输入的参数，参数为名/值对，多个参数，用;分隔
query:查询，传递参数给程序，如数据库，用？分隔,多个查询用&分隔
frag:片段,一小片或一部分资源的名字，此组件在客户端使用，用#分隔
示例
ftp://mage:[email protected]/pub/linux.ppt
http://apache.org/index.html#projects-list

http工作机制

资源类型

• 静态文件：无需服务器CPU做出额外处理,服务器端和客户端的文件内容相同
• 动态文件：服务器CPU执行程序，返回执行的结果,服务器端和客户端的文件内容不相同

连接类型

• 并行连接：通过多条TCP连接发起并发的HTTP请求
• 持久连接：keep-alive，重用TCP连接，以消除连接和关闭的时延,以事务个数和时间来决定是否关闭连接
• 管道化连接：通过共享TCP连接，发起并发的HTTP请求
• 复用的连接：交替传送请求和响应报文（实验阶段）

协议版本

http/0.9 只有get下载功能，没有上传功能

http/1.0 有上传和下载功能

http/01.1 在原有的基础上支持长连接

长连接：一次三次握手，多次下载资源

https:

• HTTP和HTTPS使用的是不同的连接方式，端口不同，前者是80，后者是443
• HTTPS可以有效的防止运营商劫持，解决了防劫持的一个大问题
• HTTPS 实现过程降低用户访问速度，但经过合理优化和部署，HTTPS 对速度的影响还是可以接受的

http访问过程

1、请求建立连接

接收或拒绝连接请求

2、接收请求

接收客户端请求报文中对某资源的一次请求的过程

3、处理请求

服务器对请求报文进行解析，并获取请求的资源及请求方法等相关信息，根据方法，资源，首部和可选的主体部分对请求进行处理

4、访问资源

服务器获取请求报文中请求的资源web服务器，即存放了web资源的服务器，负责向请求者提供对方请求的静态资源，或动态运行后生成的资源

5、构建响应报文

一旦Web服务器识别除了资源，就执行请求方法中描述的动作，并返回响应报文。响应报文中 包含有响应状态码、响应首部，如果生成了响应主体的话，还包括响应主体

6、发送响应报文

服务器可能有很多条到各个客户端的连接，有些是空闲的，有些在向服务器发送数据，还有一些在向客户端回送响应数据。

7、记录日志

最后，当事务结束时，Web服务器会在日志文件中添加一个条目，来描述已执行的事务

Web访问响应模型

• 单进程I/O模型：启动一个进程处理用户请求，而且一次只处理一个，多个请求被串行响应
• 多进程I/O模型：并行启动多个进程,每个进程响应一个连接请求
• 复用I/O结构：启动一个进程，同时响应N个连接请求
• 复用的多进程I/O模型：启动M个进程，每个进程响应N个连接请求，同时接收M*N个请求

http状态码

1xx：100-101 信息提示
2xx：200-206 成功
3xx：300-307 重定向
4xx：400-415 错误类信息，客户端错误
5xx：500-505 错误类信息，服务器端错误

200： 成功，请求数据通过响应报文的entity-body部分发送;OK
301： 请求的URL指向的资源已经被删除；但在响应报文中通过首部Location指明了资源现在所处的新位置；Moved Permanently
302： 响应报文Location指明资源临时新位置 Moved Temporarily
304： 客户端发出了条件式请求，但服务器上的资源未曾发生改变，则通过响应此响应状态码通知客户端；Not Modified
307:  浏览器内部重定向
401： 需要输入账号和密码认证方能访问资源；Unauthorized
403： 请求被禁止；Forbidden
404： 服务器无法找到客户端请求的资源；Not Found
500： 服务器内部错误；Internal Server Error,比如:cgi程序没有执行权限
502： 代理服务器从后端服务器收到了一条伪响应，如无法连接到网关；Bad Gateway
503： 服务不可用，临时服务器维护或过载，服务器无法处理请求,比如:php服务停止,无法处理php程序
504： 网关超时

常见http服务器程序

• httpd apache，存在C10K（10K connections）问题
• nginx 解决C10K问题lighttpd
• IIS .asp 应用程序服务器
• tomcat .jsp 应用程序服务器
• jetty 开源的servlet容器，基于Java的web容器
• Resin CAUCHO公司，支持servlets和jsp的引擎
• webshpere：IBM公司
• weblogic：BEA，Oracle
• jboss：RedHat，IBM
• oc4j：Oracle

Apache

Apache 是一种功能强大、通用性广泛、可靠稳定的 Web 服务器软件，被广泛应用于互联网和企业内部网络。

它由 Apache 软件基金会开发和维护，是互联网上最流行的 Web 服务器之一。Apache 服务器可以运行在多种操作系统上，包括 Windows、Linux、macOS 等。

apache 功能：

• 提供http协议服务
• 多个虚拟主机：IP、Port、FQDN
• CGI：Common Gateway Interface，通用网关接口,支持动态程序
• 反向代理
• 负载均衡
• 路径别名
• 丰富的用户认证机制：basic，digest
• 支持第三方模块

apache特性：

• 高度模块化：core + modules
• DSO：Dynamic Shared Object 动态加载/卸载
• MPM：multi-processing module 多路处理模块

工作模式

prefork

多进程I/O模型，每个进程响应一个请求，CentOS 7 httpd默认模型

一个主进程：生成和回收n个子进程，创建套接字，不响应请求多个子进程：工作 work进程，每个子进程处理一个请求；系统初始时，预先生成多个空闲进程，等待请求

worker

复用的多进程I/O模型,多进程多线程，IIS使用此模型

一个主进程：生成m个子进程，每个子进程负责生个n个线程，每个线程响应一个请求，并发响应请求：m*n

event

事件驱动模型（worker模型的变种），CentOS8 默认模型

一个主进程：生成m个子进程，每个子进程负责生个n个线程，每个线程响应一个请求，并发响应请求：m*n，有专门的监控线程来管理这些keep-alive类型的线程，当有真实请求时，将请求传递给服务线程，执行完毕后，又允许释放。这样增强了高并发场景下的请求处理能力

http相关文件

版本说明：

CentOS 7 以上，默认系统是httpd 2.4，CentOS 6 版默认为httpd 2.2

Ubuntu 18.04 默认 Apache/2.4.29

配置文件
/etc/httpd/conf/httpd.conf 主配置文件
/etc/httpd/conf.d/*.conf 子配置文件
/etc/httpd/conf.d/conf.modules.d/ 模块加载的配置文件

服务单元文件：/usr/lib/systemd/system/httpd.service
配置文件：/etc/sysconfig/httpd

默认主页配置文件：/var/www/html

模块文件路径：
/etc/httpd/modules
/usr/lib64/httpd/modules

主服务器程序文件：/usr/sbin/httpd

httpd相关配置

yum -y install httpd #安装
检查配置语法：httpd -t 或 apache2 -t 
可以创建子配置文件，避免在主配置文件中修改产生错误
/etc/httpd/conf.d/*.conf 子配置文件

修改默认主页位置

[root@localhost ~]vim /etc/httpd/conf/httpd.conf
[root@localhost ~]mkdir -p /data/html 
[root@localhost data]httpd -t
AH00558: httpd: Could not reliably determine the server's fully qualified domai            n name, using localhost.localdomain. Set the 'ServerName' directive globally to             suppress this message
Syntax OK
[root@localhost data]systemctl start httpd

指定服务器名

[root@localhost ~]vim /etc/httpd/conf/httpd.conf
ServerName www.example.com:80
[root@localhost data]httpd -t
Syntax OK

监听地址

省略IP表示为本机所有IP

Listen指令至少一个，可重复出现多次

vim /etc/httpd/conf.d/test.conf
Listen 8080

隐藏服务器版本信息

相关指令
ServerTokens Prod[uctOnly] ：Server: Apache
ServerTokens Major: Server: Apache/2
ServerTokens Minor: Server: Apache/2.0
ServerTokens Min[imal]: Server: Apache/2.0.41
ServerTokens OS: Server: Apache/2.0.41 (Unix)
ServerTokens Full (or not specified): Server: Apache/2.0.41 (Unix) PHP/4.2.2 MyMod/1.2 此为默认值

vim /etc/httpd/conf.d/test.conf
ServerTokens Prod
systemctl restart httpd

持久连接开启和关闭

KeepAlive On|Off
KeepAliveTimeout 15      #连接持续15s,可以以ms为单位,默认值为5s
MaxKeepAliveRequests 500  #持久连接最大接收的请求数,默认值100

虚拟主机

httpd虚拟主机的作用是通过一个物理服务器来托管多个域名或网站，实现资源共享、个性化配置和多域名指向不同网站的功能，提高服务器资源利用率和降低成本。

基于ip地址

每个虚拟主机分配一个唯一的IP地址，并通过服务器软件来指定每个虚拟主机使用的IP地址。

客户机访问服务器时，服务器会根据客户机的IP地址，在配置文件中寻找对应关系，根据对应关系跳转。

systemctl stop firewalld
setenforce 0

rpm -q httpd #没安装就装一下

systemctl start httpd

cd /var/www/html/   #进入httpd站点文件目录
vim  index.html  #设定默认主页，默认主页名字必须为index.html

systemctl restart httpd  //重启httpd服务
cd /var/www/html/
mkdir ipv1  #创建虚拟机 所需目录

vim ./ipv1/index.html  #测试页面主页
vim /etc/httpd/conf.d/ipv.conf #新建配置文件 除了IP地址不同
systemctl restart httpd #重启服务
打开客户机的浏览器
输入 192.168.2.102:80
#192.168.2.102为服务端的地址
#服务端收到目标地址的请求，会跳转到目标域名

基于域名

服务器软件根据请求头中的主机名（域名）来区分虚拟主机。

这种方法不需要分配额外的IP地址或端口，可以在同一个IP地址上承载多个虚拟主机。

cd /etc/httpd/conf.d
cp ipv.conf dns.conf
vim dns.conf #修改配置文件 除了域名不同
mkdir ipv2 #创建所需目录
vim /var/www/html/ipv2/index.html #编辑主页
#编辑本地hosts文件，添加地址映射
vim /etc/hosts
#切换到目标地址为192.168.2.103的虚拟机
#具体操作不再演示

cd /var/www/html 

mkdir ipv1 
mkdir ipv2

vim ./ipv1/index.html
vim ./ipv2/index.html

echo "
www.ipv1.com
" /var/www/html/ipv1/index.html

echo "
www.ipv2.com
" /var/www/html/ipv2/index.html

systemctl start httpd
打开虚拟机的内置浏览器，输入www.ipv1.com 和 www.ipv2.com，观察结果

基于端口地址

每个虚拟主机使用同一个IP地址，但使用不同的端口号来区分。

cd /etc/httpd/conf.d
cp ipv.conf port.conf

vim port.conf #修改配置文件 除了端口不同
#测试是否成功
curl 192.168.2.102:8080
curl 192.168.2.102:80

Cookie和session

Cookie

Cookie是服务器在用户的浏览器中存储的小型文本文件。当用户访问一个网站时，服务器可以通过HTTP响应的Set-Cookie标头将一个或多个Cookie发送给浏览器。浏览器会将这些Cookie存储在用户的计算机上，并在以后的请求中将它们发送回服务器。

每个Cookie都包括一个名称、一个值和一些可选的属性，如过期时间、域名、路径等。服务器可以使用Cookie来存储用户的偏好设置、会话标识符、购物车数据等。浏览器会在每次请求中自动发送与特定域名相关联的Cookie，使得服务器能够识别用户。

Cookie主要用于以下三个方面：

• 会话状态管理（如用户登录状态、购物车、游戏分数或其它需要记录的信息）
• 个性化设置（如用户自定义设置、主题等）
• 浏览器行为跟踪（如跟踪分析用户行为等）

缺点：

1、使用cookie来传递信息，随着cookie个数的增多和访问量的增加，它占用的网络带宽也很大，试想假如cookie占用200字节，如果一天的PV有几个亿，那么它要占用多少带宽？

2、cookie并不安全，因为cookie是存放在客户端的，所以这些cookie可以被访问到，设置可以通过插件添加、修改cookie

Session

Session是在服务器端存储用户状态的一种机制。当用户首次访问一个网站时，服务器会为该用户创建一个唯一的会话标识符（Session ID）。这个标识符通常被存储在Cookie中，但也可以通过其他方式（如URL参数）进行传递。

服务器使用Session来存储用户信息和其他相关数据。在每个请求中，浏览器会将Session ID作为Cookie发送给服务器，使得服务器能够识别并恢复与该用户相关联的会话数据。Session数据通常存储在服务器的内存或持久化存储中。

session 缺点：

1、不容易在多台服务器之间共享，可以使用session绑定，session复制，session共享解决

2、session存放在服务器中，所以session如果太多会非常消耗服务器的性能cookie和session各有优缺点，在大型互联网系统中，单独使用cookie和session都是不可行的

cookie和session的相同和不同

• cookie通常是在服务器生成,但也可以在客户端生成,session是在服务器端生成的
• session 将数据信息保存在服务器端，可以是内存，文件，数据库等多种形式,cookie 将数据保存在客户端的内存或文件中
• 单个cookie保存的数据不能超过4K，每个站点cookie个数有限制，比如IE8为50个、Firefox为50个、Opera为30个；session存储在服务器，没有容量限制
• cookie存放在用户本地，可以被轻松访问和修改，安全性不高；session存储于服务器，比较安全
• cookie有会话****cookie和持久****cookie，生命周期为浏览器会话期的会话cookie保存在缓存，关闭浏览器窗口就消失，持久cookie被保存在硬盘，知道超过设定的过期时间；随着服务端session存储压力增大，会根据需要定期清理session数据
• session中有众多数据，只将sessionID这一项可以通过cookie发送至客户端进行保留，客户端下次访问时，在请求报文中的cookie会自动携带sessionID，从而和服务器上的的session进行关联

ookie个数有限制，比如IE8为50个、Firefox为50个、Opera为30个；session存储在服务器，没有容量限制

• cookie存放在用户本地，可以被轻松访问和修改，安全性不高；session存储于服务器，比较安全
• cookie有会话****cookie和持久****cookie，生命周期为浏览器会话期的会话cookie保存在缓存，关闭浏览器窗口就消失，持久cookie被保存在硬盘，知道超过设定的过期时间；随着服务端session存储压力增大，会根据需要定期清理session数据
• session中有众多数据，只将sessionID这一项可以通过cookie发送至客户端进行保留，客户端下次访问时，在请求报文中的cookie会自动携带sessionID，从而和服务器上的的session进行关联