HTTP请求报文与响应报文格式
请求报文包含四部分：
a、请求行：包含请求方法、URI、HTTP版本信息 b、请求首部字段 c、请求内容实体 d、空行
响应报文包含四部分：
a、状态行：包含HTTP版本、状态码、状态码的原因短语 b、响应首部字段 c、响应内容实体 d、空行
一. 请求报文
二. 响应报文
三. HTTP1.1下4种首部字段
1. 请求首部字段
| 字段名 | 描述 |
|---|---|
| Accept | 用户代理可处理的媒体类型 |
| Accept-Charset | 优先的字符集 |
| Accept-Encoding | 优先的内容编码 |
| Accept-Language | 优先的语言 |
| Authorization | Web认证信息 |
| Proxy-Authorization | 代理服务器要求的认证信息 |
| Expect | 期待服务器的特定行为 |
| From | 用户的电子邮箱地址 |
| Host | 请求资源所在服务器 |
| Referer | 对请求中 URI 的原始获取方 |
| If-Match | 比较实体标记（ETag） |
| If-None-Match | 与 If-Match 相反 |
| If-Modified-Since | 比较资源的更新时间 |
| If-Unmodified-Since | 与If-Modified-Since相反 |
| If-Range | 资源未更新时发送实体 Byte 的范围请求 |
| Range | 实体的字节范围请求 |
| Max-Forwards | 最大传输逐跳数 |
| TE | 传输编码的优先级 |
| User-Agent | HTTP 客户端程序的信息 |
2. 响应首部字段
| 字段名 | 描述 |
|---|---|
| Accept-Ranges | 是否接受字节范围请求 |
| Age | 推算资源创建经过时间 |
| ETag | 资源标志 |
| Location | 令客户端重定向至指定URI |
| Proxy-Authenticate | 代理服务器对客户端的认证信息 |
| Retry-After | 对再次发起请求的时机要求 |
| Server | HTTP服务器的安装信息 |
| Vary | 代理服务器缓存的管理信息 |
| WWW-Authenticate | 服务器对客户端的认证信息 |
3. 通用首部字段
| 字段名 | 描述 |
|---|---|
| Cache-Control | 控制缓存 |
| Connection | 逐跳首部、连接的管理 |
| Date | 创建报文的日期时间 |
| Pragma | 报文指令 |
| Trailer | 报文末端的首部一览 |
| Transfer-Encoding | 指定报文主体的传输编码方式 |
| Upgrade | 升级为其他协议 |
| Via | 代理服务器的相关信息 |
| Warning | 错误通知 |
4. 实体首部字段
| 字段名 | 描述 |
|---|---|
| Allow | 支持的HTTP方法 |
| Content-Encoding | 实体主体适用的编码方式 |
| Content-Language | 实体主体的自然语言 |
| Content-Length | 实体主体的大小（单位：字节） |
| Content-Location | 替代对应资源的URI |
| Content-MD5 | 实体主体的报文摘要 |
| Content-Range | 实体主体的位置范围 |
| Content-Type | 实体主体的媒体类型 |
| Expires | 资源有效时间 |
| Last-Modified | 资源的最后修改日期时间 |
5. 其他字段（非HTTP1.1定义）
| 字段名 | 描述 |
|---|---|
| Cookie | 请求首部 |
| Set-Cookie | 响应首部 |
| Access-Control-Allow-Origin | 响应首部 |
| Access-Control-Allow-Headers | 响应首部 |
| Access-Control-Allow-Methods | 响应首部 |
一、HTTP协议的主要特点
- 简单快速：每个资源URI都是固定的
- 灵活：头部有数据类型，可以完成不同类型传输
- 无连接：传输完成即断开
- 无状态：建立连接 完成传输 下一次客户端传输 是不知道两次连接者的身份的
- 应用层协议
其他协议：SOAP是一种简单基于XML的轻量协议
二、HTTP报文的组成部分
- 请求报文
- 请求行（首行）：HTTP方法、页面地址（/表示首页）、HTTP协议/版本
- 请求头：HTTP协议告诉服务端要哪些内容（key/value值）
- 空行：告诉服务端，请求头部分结束
- 请求体
- 响应报文
- 状态行：HTTP协议、状态码
- 响应头
- 空行
- 响应体
2.1 浏览器输入一个url后关于HTTP请求发生了什么
2.3 数据协商 - HTTP请求头
| Header | 解释 | 示例 |
|---|---|---|
| Accept | 指定客户端能够接收的内容类型 | Accept: text/plain, text/html |
| Accept-Charset | 浏览器可以接受的字符编码集。 | Accept-Charset: iso-8859-5 |
| Accept-Encoding | 指定浏览器可以支持的web服务器返回数据压缩编码类型。 | Accept-Encoding: compress, gzip |
| Accept-Language | 浏览器可接受的语言 | Accept-Language: en,zh |
| Accept-Ranges | 可以请求网页实体的一个或者多个子范围字段 | Accept-Ranges: bytes |
| Authorization | HTTP授权的授权证书 | Authorization: Basic QWxhZGRpbjpvcGVuIHNlc2FtZQ== |
| Cache-Control | 指定请求和响应遵循的缓存机制 | Cache-Control: no-cache |
| Connection | 表示是否需要持久连接。（HTTP 1.1默认进行持久连接） | Connection: keep-alive |
| Cookie | HTTP请求发送时，会把保存在该请求域名下的所有cookie值一起发送给web服务器。 | Cookie: $Version=1; Skin=new; |
| Content-Length | 请求的内容长度 | Content-Length: 348 |
| Content-Type | 请求的与实体对应的MIME信息 | Content-Type: application/x-www-form-urlencoded |
| Date | 请求发送的日期和时间 | Date: Tue, 15 Nov 2010 08:12:31 GMT |
| Expect | 请求的特定的服务器行为 | Expect: 100-continue |
| From | 发出请求的用户的Email | From: [email protected] |
| Host | 指定请求的服务器的域名和端口号 | Host: www.baidu.com |
| If-Match | 只有请求内容与实体相匹配才有效 | If-Match: “737060cd8c284d8af7ad3082f209582d” |
| If-Modified-Since | 如果请求的部分在指定时间之后被修改则请求成功，未被修改则返回304代码 | If-Modified-Since: Wed, 31 Oct 2018 05:10:43 GMT |
| If-None-Match | 如果内容未改变返回304代码，参数为服务器先前发送的Etag，与服务器回应的Etag比较判断是否改变 | If-None-Match: “737060cd8c284d8af7ad3082f209582d” |
| If-Range | 如果实体未改变，服务器发送客户端丢失的部分，否则发送整个实体。参数也为Etag | If-Range: “737060cd8c284d8af7ad3082f209582d” |
| If-Unmodified-Since | 只在实体在指定时间之后未被修改才请求成功 | If-Unmodified-Since: Wed, 31 Oct 2018 05:10:43 GMT |
| Max-Forwards | 限制信息通过代理和网关传送的时间 | Max-Forwards: 10 |
| Pragma | 用来包含实现特定的指令 | Pragma: no-cache |
| Proxy-Authorization | 连接到代理的授权证书 | Proxy-Authorization: Basic QWxhZGRpbjpvcGVuIHNlc2FtZQ== |
| Range | 只请求实体的一部分，指定范围 | Range: bytes=500-999 |
| Referer | 先前网页的地址，当前请求网页紧随其后,即来路 | Referer: https://www.baidu.com/ |
| TE | 客户端愿意接受的传输编码，并通知服务器接受接受尾加头信息 | TE: trailers,deflate;q=0.5 |
| Upgrade | 向服务器指定某种传输协议以便服务器进行转换（如果支持） | Upgrade: HTTP/2.0, SHTTP/1.3, IRC/6.9, RTA/x11 |
| User-Agent | User-Agent的内容包含发出请求的用户信息（判断返回PC端的页面还是移动端的页面） | User-Agent: Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10_13_6) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/70.0.3538.77 Safari/537.36 |
| Via | 通知中间网关或代理服务器地址，通信协议 | Via: 1.0 fred, 1.1 nowhere.com (Apache/1.1) |
| Warning | 关于消息实体的警告信息 | Warn: 199 Miscellaneous warning |
2.4 数据协商 - HTTP响应头
| Header | 解释 | 示例 |
|---|---|---|
| Accept-Ranges | 表明服务器是否支持指定范围请求及哪种类型的分段请求 | Accept-Ranges: bytes |
| Age | 从原始服务器到代理缓存形成的估算时间（以秒计，非负） | Age: 12 |
| Allow | 对某网络资源的有效的请求行为，不允许则返回405 | Allow: GET, HEAD |
| Cache-Control | 告诉所有的缓存机制是否可以缓存及哪种类型 | Cache-Control: private |
| Content-Encoding | web服务器支持的返回内容压缩编码类型。 | Content-Encoding: gzip |
| Content-Language | 响应体的语言 | Content-Language: en,zh |
| Content-Length | 响应体的长度 | Content-Length: 348 |
| Content-MD5 | 返回资源的MD5校验值 | Content-MD5: Q2hlY2sgSW50ZWdyaXR5IQ== |
| Content-Range | 在整个返回体中本部分的字节位置 | Content-Range: bytes 21010-47021/47022 |
| Content-Type | 返回内容的MIME类型 | Content-Type: application/x-www-form-urlencoded; charset=utf-8 |
| Date | 原始服务器消息发出的时间 | Date: Wed, 31 Oct 2018 05:10:43 GMT |
| etag | 请求变量的实体标签的当前值 | etag: W/"847a3c5130b6c83cd331dee376e0d0a3" |
| Expires | 响应过期的日期和时间 | Expires: Wed, 31 Oct 2018 05:10:43 GMT |
| Last-Modified | 请求资源的最后修改时间 | Last-Modified: Wed, 31 Oct 2018 05:10:43 GMT |
| Location | 用来重定向接收方到非请求URL的位置来完成请求或标识新的资源（301/302） | Location: https://www.hao123.com/ |
| Pragma | 包括实现特定的指令，它可应用到响应链上的任何接收方 | Pragma: no-cache |
| Proxy-Authenticate | 它指出认证方案和可应用到代理的该URL上的参数 | Proxy-Authenticate: Basic |
| refresh | 应用于重定向或一个新的资源被创造，在5秒之后重定向（由网景提出，被大部分浏览器支持） | Refresh: 5; url=https://www.hao123.com/ |
| Retry-After | 如果实体暂时不可取，通知客户端在指定时间之后再次尝试 | Retry-After: 120 |
| Server | web服务器软件名称 | Server: BWS/1.0 |
| Set-Cookie | 设置Http Cookie | Set-Cookie: UserID=JohnDoe; Max-Age=3600; Version=1 |
| Trailer | 指出头域在分块传输编码的尾部存在 | Trailer: Max-Forwards |
| Transfer-Encoding | 文件传输编码 | Transfer-Encoding:chunked |
| Vary | 告诉下游代理是使用缓存响应还是从原始服务器请求 | Vary: * |
| Via | 告知代理客户端响应是通过哪里发送的 | Via: 1.0 fred, 1.1 nowhere.com (Apache/1.1) |
| Warning | 警告实体可能存在的问题 | Warning: 199 Miscellaneous warning |
| WWW-Authenticate | 表明客户端请求实体应该使用的授权方案 | WWW-Authenticate: Basic |
三、HTTP协议的发展历史
HTTP/0.9：
- 只有一个命令GET
- 没有 header 等描述数据的信息
- 服务器发送完毕，就关闭TCP连接
HTTP/1.0：
- 增加了很多命令
- 增加了status code 和 header
- 多字符集支持、多部分发送、权限和缓存等
HTTP/1.1：
- 持久连接
- pipeline
- 增加 host （可以在一个集群上同时跑多个web服务，通过host字段来判断使用node还是Java服务，提高物理服务的使用效率）和其他一些命令
HTTP/2.0：
- 分帧传输：所有数据以二进制（帧）传输，之前都是用字符串
- 多路复用(信道复用)：同一个连接中发送多个请求，不再需要按照顺序来
- 头信息压缩（之前都是完整发送和返回，占用带宽的量比较大）以及推送（支持server push，即服务端可以主动发送数据传输）等提高效率的功能
场景：web页面有html、css等文件，有根据请求的url才能解析出html等文件的路径。这里就会包含执行顺序的问题，使用HTTP/2.0之前的协议首先要先请求、解析之后才能获取html、css、js，而且浏览器的并发请求数目是一定的，即对同一域名下的请求有一定数量限制（一般为6-10个），超过限制数目的请求会被阻塞。而HTTP/2.0 中只创建一个HTTP连接，数据传输和请求的发送是并行的，会改善效率、减少握手开销。
四、TCP 三次握手和四次挥手
4.1 三次握手
类比：
客户：在吗？我想跟你聊天。（发送SYN请求同步报文）
服务：好的，我听着呢。（发送SYN请求同步报文，确认同步）你说吧。（发送ACK确认报文，即可以开始吐槽了）
客户：好的。（发送ACK确认报文）今天...（开始吐槽）
图例：
-
第一次握手(SYN=1, seq=J):
客户端发送一个 TCP 的 SYN 标志位置1的包，指明客户端打算连接的服务器的端口，以及初始序号 J，保存在包头的序列号(Sequence Number)字段里。
发送完毕后，客户端进入
SYN_SEND状态。 -
第二次握手(SYN=1, ACK=1, seq=K, ACKnum=J+1):
服务器发回确认包(ACK)应答。即 SYN 标志位和 ACK 标志位均为1。服务器端选择自己 ISN 序列号，放到 Seq 域里，同时将确认序号(Acknowledgement Number)设置为客户的 ISN 加1，即J+1。 发送完毕后，服务器端进入
SYN_RCVD状态。 -
第三次握手(ACK=1，ACKnum=K+1)
客户端再次发送确认包(ACK)，SYN 标志位为0，ACK 标志位为1，并且把服务器发来 ACK 的序号字段+1，放在确定字段中发送给对方，并且在数据段放写ISN的+1
发送完毕后，客户端进入
ESTABLISHED状态，当服务器端接收到这个包时，也进入ESTABLISHED状态，TCP 握手结束。
为什么要三次握手：防止无用连接，规避网络延迟等原因造成的网络开销浪费的问题。
4.2 四次挥手
类比：
客户：我有事儿要挂电话了。（发送FIN结束报文，1次挥手）
服务：好吧（发送ACK确认报文，2次挥手），对了，还有个事儿要跟你说。
......
服务：说完了，挂了吧。（发送FIN结束报文，3次挥手）
客户：好的，拜拜。（发送ACK确认报文，4次挥手）
服务挂断电话.....
2MSL后......
客户：我知道了。
啪！（这才断开连接）
图例：
- 第一次挥手(FIN=1，seq=M)
假设客户端想要关闭连接，客户端发送一个 FIN 标志位置为1的包，表示自己已经没有数据可以发送了，但是仍然可以接受数据。发送完毕后，客户端进入 FIN_WAIT_1 状态。
- 第二次挥手(ACK=1，ACKnum=M+1)
服务器端确认客户端的 FIN 包，发送一个确认包，表明自己接受到了客户端关闭连接的请求，但还没有准备好关闭连接。发送完毕后，服务器端进入 CLOSE_WAIT 状态，客户端接收到这个确认包之后，进入 FIN_WAIT_2 状态，等待服务器端关闭连接。
- 第三次挥手(FIN=1，seq=K)
服务器端准备好关闭连接时，向客户端发送结束连接请求，FIN 置为1。发送完毕后，服务器端进入 LAST_ACK 状态，等待来自客户端的最后一个ACK。
- 第四次挥手(ACK=1，ACKnum=K+1)
客户端接收到来自服务器端的关闭请求，发送一个确认包，并进入 TIME_WAIT状态，等待可能出现的要求重传的 ACK 包。服务器端接收到这个确认包之后，关闭连接，进入 CLOSED 状态。客户端等待了某个固定时间（两个最大段生命周期，2MSL，2 Maximum Segment Lifetime）之后，没有收到服务器端的 ACK ，认为服务器端已经正常关闭连接，于是自己也关闭连接，进入 CLOSED 状态。
五、TCP、UDP对比
| TCP | UDP | |
|---|---|---|
| 可靠性 | 可靠 | 不可靠 |
| 连接性 | 面向连接 | 无连接 |
| 报文 | 面向字节流 | 面向报文 |
| 效率 | 传输效率低 | 传输效率高 |
| 双工性 | 全双工 | 一对一、一对多、多对一、多对多 |
| 流量控制 | 有(滑动窗口) | 无 |
| 拥塞控制 | 有(慢开始、拥塞避免、快重传、快恢复) | 无 |
六、HTTP方法
HTTP1.0定义了三种请求方法： GET, POST 和 HEAD方法。
HTTP1.1新增了五种请求方法：OPTIONS, PUT, DELETE, TRACE 和 CONNECT 方法。
| HTTP方法名 | 作用 |
|---|---|
| GET | 获取资源 |
| POST | 传输资源 |
| PUT | 更新/修改资源 |
| DELETE | 删除资源 |
| HEAD | 获得报文首部 |
| CONNECT | HTTP/1.1协议中预留给能够将连接改为管道方式的代理服务器 |
| OPTIONS | 返回服务器针对特定资源所支持的HTTP请求方法，允许客户端发送'*'查看服务器的性能 |
| TRACE | 回显服务器收到的请求，主要用于测试或诊断 |
推荐：同一个url通过不同的方法来实现，设计符合RESTful风格的接口。
七、POST和GET区别
| 场景 | GET | POST |
|---|---|---|
| 浏览器回退 | 无害的 | 会重复提交请求 |
| 产生的URL地址 | 可以被收藏 | 不可以 |
| 浏览器缓存 | 主动缓存 | 不会自动缓存，除非手动设置 |
| 编码方式 | 只能进行URL编码 | 支持多种编码方式 |
| 浏览器历史记录中的请求参数 | 完整保留 | 不会保留 |
| URL中传递的参数长度 | 2KB左右，不同浏览器限制不同。故参数不要太长，容易被浏览器截断。 | 没有限制 |
| 参数的数据类型 | ASCII字符 | 没有限制 |
| 安全性 | 参数直接暴露在URL上，还可能造成CSRF攻击（以?分割URL和传输数据，多个参数用&连接） | 可以传递敏感信息 |
| 参数传递 | URL传递 | Request body中 |
八、HTTP CODE
一个好的HTTP服务可以通过CODE判断结果
1XX：指示信息 - 表示请求已接收，继续处理
2XX：成功 - 表示请求已被成功接收
- 200 OK：客户端请求成功
- 201 Created：请求成功并且服务器创建了新的资源
- 202 Accepted：服务器已接受请求，但尚未处理
- 206 Partial Content：客户端发送了一个带有Range头的GET请求，服务器完成了它
场景：video播放视频地址/audio播放音频地址，如果文件过大，则一般会返回206
3XX：重定向 - 要完成请求必须进行更进一步的操作
- 301 Moved Permanently：所请求的页面已经永久转移至新的URL（永久重定向）
- 302 Found：所请求的页面已经临时转移至新的URL（临时重定向）
- 303 See Other：临时性重定向，且总是使用 GET 请求新的 URI
- 304 Not Modified：客户端有缓冲的文档并发出一个条件性的请求，服务器告诉客户原来缓存的文档还可以继续使用
- 307 Temporary Redirect：临时性重定向，除GET、HEAD方法外，其他的请求方法必须等客户确认才能跳转
4XX：客户端错误 - 请求有语法错误或请求无法实现
- 400 Bad Request：客户端有语法错误，不能被服务器所理解
- 401 Unauthorized：请求未经授权，这个状态码必须和WWW-Authenticate报头域一起使用
- 403 Forbidden：对被请求页面的访问被禁止
- 404 Not Found：请求资源不存在
5XX：服务器错误 - 服务器未能实现合法的请求
- 500 Internal Server Error：服务器发生不可预期的错误原来缓冲的文档还可以继续使用。一般来说，这个问题都会在服务器端的源代码出现错误时出现
- 502 Bad Gateway：从上游服务器接收到无效的响应
- 503 Server Unavailable：请求未完成，服务器临时过载或宕机（可能是过载或正在维护），一段时间后可能恢复正常。看Retry-After头，可以预计延迟时间，如果没给出Retry-After头，那么客户端应当以处理500响应的方式处理它
- 504 Gateway Timeout：网页请求超时
场景：访问大流量或者内容数据量较多的网站。根据我们掌握的服务器性能状况及网络流量情况，合理的对nginx.conf中的字句进行合理正确的设置。
九、持久连接 - TCP connection
HTTP1.0：采用“请求-应答”模式，每个请求/应答客户和服务器都要新建一个连接，完成后立即断开连接。
HTTP1.1：
- 当使用普通模式，即非Keep-Alive模式时，同HTTP1.0.
- 当使用
Keep-Alive模式（又称持久连接、连接重用）时，Keep-Alive功能使客户端到服务器端的连接持续有效，当出现对服务器的后继请求时，Keep-Alive功能避免了建立或重新建立连接(减少三次握手的开销)。
HTTP2.0：支持信道复用，即HTTP请求支持并发。同一个用户对同一个服务器发起网页请求的时候（同域），只需要一个HTTP连接。
十、管线化
在使用持久连接的情况下，某个连接上消息的传递类似于：
请求1 -> 响应1-> 请求2 -> 响应2 - > 请求3 -> 响应3
管线化之后，某个连接上的消息变成了类似这样：
请求1 -> 请求2 -> 请求3 -> 响应1 -> 响应2 -> 响应3
管线化的特点
- 管线化机制通过持久连接完成，仅HTTP/1.1支持此技术
- 只有GET和HEAD请求可以进行管线化，而POST则有所限制
- 初次创建连接时不建议启动管线机制，因为服务器不一定支持HTTP/1.1版本的协议
- 管线化不会影响响应到来的顺序，响应返回的顺序并未改变
- HTTP/1.1要求服务端必须支持管线化，但并不是要求服务器也对响应进行管线化处理，只是要求对于管线化的请求不失败即可
- 由于上面提到的服务器端问题，开启管线化很可能并不会带来大幅度的性能提升，而且很多服务器端和代理程序对管线化的支持并不好，因此现代浏览器如Chrome和Firefox默认并未开启管线化支持。
十一、创建一个web服务（基于node.js）
const http = require('http')
http.createServer(function (request, response) {
console.log('request come', request.url)
response.end('OK')
}).listen(8888)
console.log('server is listening... ')
十二、跨域通信
浏览器有同源策略。协议、域名、端口有一个不同就算跨域。跨域请求，虽然会成功，但是由于同源安全策略限制不会返回相应的资源。
主要限制以下几个方面：
- Cookie、LocalStorage 和 IndexDB 无法读取
- DOM 无法获得
- AJAX 请求不能发送
同源策略：限制从一个源加载的文档或脚本和来自另一个源的资源进行交互。这是用于隔离潜在的恶意文件的关键的安全机制。
前后端如何通信：
- AJAX
- WebSocket
- CORS
...
跨域通信几种解决方案
- JSONP
- CORS（可以理解成支持跨域通信的AJAX）
- Hash
- window.name/window.postMessage（HTML5）
- WebSocket
- Proxy
12.1 JSONP
JSONP：由于同源策略的限制，XMLHttpRequest只允许请求当前源的资源。而，标签没有同源限制，所以JSONP通过声明动态