HTTP协议解析小白文

1. 什么是HTTP协议？

HTTP协议是Hyper Text Transfer Protocol（超文本传输协议）的缩写,是用于从万维网（WWW:World Wide Web ）服务器传输超文本到本地浏览器的传送协议。

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。

简单地说，我们上网就是用户（客户端）遵循该协议向服务器发送请求获取资源，服务器解析该协议知道用户请求什么，然后把结果返回。

2. HTTP协议的内容？

HTTP是基于传输层的TCP协议，而TCP是一个端到端的面向连接的协议。所以HTTP在开始传输之前，首先需要建立TCP连接，而TCP连接的过程需要所谓的“三次握手”。下图所示TCP连接的三次握手。
在TCP三次握手之后，建立了TCP连接，此时HTTP就可以进行传输了。一个重要的概念是面向连接，既HTTP在传输完成之间并不断开TCP连接。在HTTP1.1中(通过Connection头设置 keep alive)这是默认行为。

简单地说，三次握手就是去小餐厅点菜，会先问我能点菜吗？可以，你确定要点餐吗？我确定要点餐。我要点吧啦吧啦……开始写菜单

2.1 客户端使用HTTP协议给服务器发送了什么？

HTTP请求由状态行、请求头、请求体三部分组成：

请求行：

①是请求方法，GET和POST是最常见的HTTP方法，除此以外还包括DELETE、HEAD、OPTIONS、PUT、TRACE、CONNECT，一共八种。

②为请求对应的URL地址，它和报文头的Host属性组成完整的请求URL。

③是协议名称及版本号。

请求头：

④是HTTP的报文头，报文头包含若干个属性，格式为“属性名:属性值”，服务端据此获取客户端的信息。

与缓存相关的规则信息，均包含在header中

请求体：

⑤是报文体，它将一个页面表单中的组件值通过param1=value1¶m2=value2的键值对形式编码成一个格式化串，它承载多个请求参数的数据。不但报文体可以传递请求参数，请求URL也可以通过类似于“/chapter15/user.html? param1=value1¶m2=value2”的方式传递请求参数。

简单来说，就是下菜单，点菜，写备注写要求。

2.2 服务器使用HTTP协议给客户端返回了什么？

HTTP的响应报文也由三部分组成，分别是响应行、响应头、响应体。

响应行：

①报文协议及版本； 
②状态码及状态描述；

响应头：

③响应报文头，也是由多个属性组成；

响应体：

④响应报文体，即我们真正要的“干货”。

 

响应状态码：

和请求报文相比，响应报文多了一个“响应状态码”，它以“清晰明确”的语言告诉客户端本次请求的处理结果。 
HTTP的响应状态码由5段组成：

（1）1xx 消息，一般是告诉客户端，请求已经收到了，正在处理，别急...

（2）2xx 处理成功，一般表示：请求收悉、我明白你要的、请求已受理、已经处理完成等信息。

（3）3xx 重定向到其它地方。它让客户端再发起一个请求以完成整个处理。

（4）4xx 处理发生错误，责任在客户端，如客户端的请求一个不存在的资源，客户端未被授权，禁止访问等。

（5）5xx 处理发生错误，责任在服务端，如服务端抛出异常，路由出错，HTTP版本不支持等。

常见的状态码：

200 OK 请求成功；

302 临时重定向

304 Not Modified  请求内容没有修改，使用本地缓存啦...

404 Not Found 请求的资源不存在

500 Internal Server Error 服务器错误

3. HTTP的无状态特点

根据早期的HTTP协议，每次请求响应时，都要重新建立TCP连接。TCP连接每次都重新建立，所以服务器无法知道上次请求和本次请求是否来自于同一个客户端。因此，HTTP通信是无状态(stateless)的。服务器认为每次请求都是一个全新的请求，无论该请求是否来自同一地址。

问题：为什么登录后就不用登录了？这不是记录的状态了吗？

答：HTTP并没有记录状态，而是程序，如PHP程序把状态保存在了cookie，session，不是HTTP记录了。

1. HTTP版本更替

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keepalive。

HTTP/1.1

解决了1.0版本的keepalive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，例如服务端可以主动把 JS 和 CSS 文件推送给客户端，而不需要客户端解析 HTML 再发送这些请求，当客户端需要的时候，它已经在客户端了。

当前主流的协议版本还是HTTP/1.1版本，既然HTTP/2.0这么好，为什么主流还是HTTP/1.1呢？

原因有很多：

（1）设备问题，以前的旧手机系统很多不支持。

（2）成本问题，HTTP/2.0开启https，就需要证书，购买证书需要花费。

（3）技术、运维成本，HTTPS部署相对HTTP来说麻烦好多。而且，如果正在使用HTTP，再转HTTP2，就可能需要替换时间成本。

（4）开发语言不支持，目前主流的开发语言，如C/C++,java,php等等都支持，但是有个别小众的语言应该还不支持。

（5）目前网站速度可以，不想更换。

（6）……