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关于HTTP协议深入理解

[日期:2018-08-09] 来源:Linux社区  作者:Linux [字体: ]

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

目录

  • HTTP请求
  • HTTP响应
  • HTTP报文格式
  • HTTP协议版本更替
  • 网站访问量

一、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。

        备注: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。下图所示就是GET的请求,没有请求正文。详细的说明在下边。

        现在大多数协议版本为http/1.1

        下图所示为POST请求的格式,有状态行、请求头、请求正文三部分。

二、HTTP响应

2.1 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。

        备注:我们主要关心并且能够在客户端浏览器看得到的是三位数的状态码,不同的状态码代表不同的含义,其中

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

具体HTTP响应实例如下图:

2.2 常见状态码的含义

        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在服务端不存在

        500---/服务端永久错误

        503---/服务端发生临时错误

2.3 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,但是呢,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。

三、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。

3.1 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<Method>、<URL>、<Version> 三个字段组成,注意每个字段之间都有一个空格。

        其中<Method>字段有不同的值:

                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

        <URL>字段表示服务器的资源目录定位

        <Version>字段表示使用的http协议版本

        首部部分由多个请求头(也叫首部行)构成,那些首部字段名有如下,不全:

                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(keepalive)

                Host           服务器域名

                ...

        主体部分就是报文的具体数据。                     

3.2 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<Version>、<Status-Code>、<Phrase>三个字段组成,同样的每个字段之间留有空格;

        <Status-Code> 上边已经说明; 

        首部由多个响应头(也叫首部行)组成, 首部字段名如下,不全:

                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

                ...

        主体部分是响应报文的具体数据。

四、HTTP协议版本更替

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。

当前主流的协议版本还是HTTP/1.1版本。

五、网站访问量

        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。

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