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HTTP是一種允許獲取資源的協(xié)議，例如HTML文檔。它是Web上的任何數(shù)據(jù)交換和客戶端 - 服務器協(xié)議的基礎，這意味著請求由接收者（通常是Web瀏覽器）發(fā)起。一個完整的文檔是根據(jù)不同的子文檔重新獲得的，例如文本，布局描述，圖像，視頻，腳本等等。

客戶和服務器通過交換單個消息進行通信（而不是數(shù)據(jù)流）?？蛻舳税l(fā)送的消息（通常是Web瀏覽器）稱為請求，而服務器發(fā)送的作為答案的消息稱為響應。

HTTP是在20世紀90年代初期設計的，它是一種隨著時間推移而發(fā)展的可擴展協(xié)議。它是通過TCP或通過TLS加密的TCP連接發(fā)送的應用層協(xié)議，但理論上可以使用任何可靠的傳輸協(xié)議。由于其可擴展性，它不僅用于提取超文本文檔，還用于圖像和視頻或將內容發(fā)布到服務器，例如HTML格式的結果。HTTP還可用于獲取部分文檔以按需更新網(wǎng)頁。

基于HTTP的系統(tǒng)的組件

HTTP是一種客戶端 - 服務器協(xié)議：請求由一個實體，用戶代理（或代表它的代理）發(fā)送。大多數(shù)情況下，用戶代理是一個Web瀏覽器，但它可以是任何東西，例如抓取Web以填充和維護搜索引擎索引的機器人。

每個單獨的請求被發(fā)送到一個服務器，它將處理它并提供一個稱為響應的答案。例如，在這個請求和響應之間有許多實體，總稱為代理，它們執(zhí)行不同的操作并充當網(wǎng)關或高速緩存。

實際上，在瀏覽器和處理請求的服務器之間有更多的計算機：有路由器，調制解調器等等。由于Web的分層設計，這些隱藏在網(wǎng)絡層和傳輸層中。HTTP在應用程序層處于頂層。盡管診斷網(wǎng)絡問題很重要，但底層與HTTP描述無關。

Client: the user-agent

所述用戶代理是作用于用戶的代表任何工具。這個角色主要由Web瀏覽器執(zhí)行; 一些例外情況是工程師使用的程序和Web開發(fā)人員調試其應用程序。

瀏覽器始終是發(fā)起請求的實體。它永遠不是服務器（盡管多年來添加了一些機制來模擬服務器啟動的消息）。

為了呈現(xiàn)網(wǎng)頁，瀏覽器發(fā)送原始請求以從頁面獲取HTML文檔。然后解析該文件，獲取與執(zhí)行腳本相對應的其他請求，要顯示的布局信息（CSS）以及頁面中包含的子資源（通常為圖像和視頻）。Web瀏覽器然后混合這些資源以向用戶呈現(xiàn)完整的文檔，網(wǎng)頁。瀏覽器執(zhí)行的腳本可以在以后階段獲取更多資源，瀏覽器會相應地更新網(wǎng)頁。

網(wǎng)頁是超文本文件。這意味著顯示文本的某些部分是可以被激活的鏈接（通常通過點擊鼠標）來獲取新的網(wǎng)頁，允許用戶指導他們的用戶代理并通過網(wǎng)絡進行導航。瀏覽器在HTTP請求中轉換這些方向，并進一步解釋HTTP響應以向用戶提供明確的響應。

Web服務器

在通信通道的另一側，是服務器，它按照客戶的要求提供文檔。一臺服務器虛擬出現(xiàn)的只是一臺機器：這是因為它實際上可能是一組服務器，共享負載（負載平衡）或一個復雜的軟件，詢問其他計算機（如緩存，數(shù)據(jù)庫服務器，電子商務服務器，...），完全或部分按需生成文檔。

服務器不一定是一臺機器，但可以在同一臺機器上托管多臺服務器。使用HTTP / 1.1和Host頭部，他們甚至可以共享相同的IP地址。

代理

在Web瀏覽器和服務器之間，許多計算機和機器都會轉發(fā)HTTP消息。由于Web堆棧的分層結構，其中大多數(shù)可以在傳輸層，網(wǎng)絡層或物理層進行操作，在HTTP層變得透明，并可能對性能產(chǎn)生重大影響。那些在應用層操作的通常稱為代理。這些可以是透明的，也可以不是（改變請求不通過它們），并且可以執(zhí)行許多功能：

  • caching (the cache can be public or private, like the browser cache)

  • filtering (like an antivirus scan, parental controls, …)

  • load balancing (to allow multiple servers to serve the different requests)

  • authentication (to control access to different resources)

  • logging (allowing the storage of historical information)

HTTP的基本方面

HTTP很簡單

即使在HTTP / 2中通過將HTTP消息封裝到幀中而引入更復雜的情況下，HTTP通常被設計為簡單且可讀的。HTTP消息可以被人閱讀和理解，提供更簡單的開發(fā)人員測試，并降低新手的復雜度。

HTTP是可擴展的

在HTTP/1.0中引入HTTP頭使得該協(xié)議易于擴展和實驗。新功能甚至可以通過客戶端和服務器之間關于新頭的語義的簡單協(xié)議來引入。

HTTP是無狀態(tài)的，但不是無時間的

HTTP是無狀態(tài)的：兩個請求之間沒有連續(xù)的連接。這對于嘗試連貫地與某些頁面進行交互的用戶（例如，使用電子商務購物籃）來說可能會產(chǎn)生問題。但HTTP本身的核心是無狀態(tài)的，HTTP cookie允許使用有狀態(tài)會話。使用頭可擴展性，HTTP Cookies被添加到工作流中，允許在每個HTTP請求上創(chuàng)建會話以共享相同的上下文或相同的狀態(tài)。

HTTP和連接

連接在傳輸層進行控制，因此基本上超出了HTTP的范圍。雖然HTTP不需要基礎傳輸協(xié)議是基于連接的; 只要求它是可靠的，或不會丟失消息（所以至少出現(xiàn)錯誤）。在互聯(lián)網(wǎng)上最常見的兩種傳輸協(xié)議中，TCP是可靠的，而UDP不是。HTTP隨后依賴基于連接的TCP標準，即使不總是需要連接。

HTTP/1.0為每個請求/響應交換打開了一個TCP連接，引入了兩個主要缺陷：打開連接需要幾次往返消息，因此速度較慢，但在發(fā)送多條消息時變得更高效，并定期發(fā)送：熱連接比冷的更有效率。

為了減輕這些缺陷，HTTP / 1.1引入了流水線（難以實現(xiàn)）和持久連接：底層TCP連接可以使用Connection頭部分進行部分控制。通過在單個連接上復用消息，HTTP / 2更進一步，幫助保持連接溫暖，并且更高效。

正在進行實驗來設計更適合HTTP的更好的傳輸協(xié)議。例如，Google正在試驗基于UDP的QUIC，以提供更可靠和更高效的傳輸協(xié)議。

什么可以被HTTP控制

隨著時間的推移，HTTP的這種可擴展性使得Web可以實現(xiàn)更多的控制和功能。緩存或身份驗證方法是在HTTP歷史記錄中早期處理的函數(shù) 相比之下，放松原產(chǎn)地限制的能力僅在2010年才增加。

這里列出了可以用HTTP控制的常用功能。

  • 緩存

如何緩存文檔可以通過HTTP進行控制。服務器可以指示代理和客戶端，緩存的內容和時間?？蛻舳丝梢灾甘局虚g緩存代理忽略存儲的文檔。

  • 放寬原點約束

為防止窺探和其他隱私入侵，Web瀏覽器強制嚴格分離網(wǎng)站。只有來自同一來源的頁面才能訪問網(wǎng)頁的所有信息。雖然這樣的約束對服務器來說是一種負擔，但HTTP頭可以放寬服務器端的嚴格分離，從而使文檔成為來自不同域的信息的拼湊體（甚至可能存在與安全相關的原因）。

  • 身份驗證

某些頁面可能受到保護，因此只有特定用戶才能訪問它 基本身份驗證可以由HTTP提供，可以使用WWW-Authenticate類似的頭文件，也可以使用HTTP cookie設置特定的會話。

  • 代理和隧道

服務器和/或客戶端通常位于內聯(lián)網(wǎng)上，并向其他人隱藏其真實IP地址。HTTP請求然后通過代理來跨越這個網(wǎng)絡障礙。并非所有的代理都是HTTP代理。例如，SOCKS協(xié)議的運行水平較低。其他的，比如ftp，可以由這些代理來處理。

  • 會話

使用HTTP cookie允許您將請求與服務器的狀態(tài)關聯(lián)。盡管基本HTTP是一種無狀態(tài)協(xié)議，但這會創(chuàng)建會話。這不僅適用于電子商務購物籃，而且適用于任何允許用戶配置輸出的站點.HTTP流程當客戶想要與服務器通信時，無論是最終服務器還是中間代理，它都會執(zhí)行以下步驟：

  • 打開TCP連接：TCP連接將用于發(fā)送一個或多個請求，并接收答案?？蛻舳丝赡軙蜷_一個新連接，重新使用現(xiàn)有連接，或打開多個到服務器的TCP連接。

  • 發(fā)送HTTP消息：HTTP消息（在HTTP / 2之前）是人類可讀的。對于HTTP / 2，這些簡單的消息被封裝在框架中，使得它們不可能直接讀取，但原理保持不變。GET / HTTP / 1.1主機：developer.mozilla.org Accept-Language：fr

  1. 閱讀服務器發(fā)送的響應：HTTP / 1.1 200 OK Date：Sat，09 Oct 2010 14:28:02 GMT Server：Apache Last-Modified：Tue，01 Dec 2009 20:18:22 GMT ETag：“51142bc1-7449 -479b075b2891b“Accept-Ranges：bytes Content-Length：29769 Content-Type：text / html <！DOCTYPE html ...（這里是29769字節(jié)的請求的網(wǎng)頁）

  1. 關閉或重新使用連接以獲取更多請求。

如果HTTP流水線被激活，則可以發(fā)送多個請求而無需等待第一個響應被完全接收。HTTP流水線已被證明難以在現(xiàn)有網(wǎng)絡中實現(xiàn)，在現(xiàn)有網(wǎng)絡中，舊版軟件與現(xiàn)代版本共存。HTTP流水線已經(jīng)在HTTP / 2中被一個幀中更強大的多路復用請求所取代。

HTTP消息

HTTP / 1.1和更早版本的HTTP消息是人類可讀的。在HTTP / 2中，這些消息被嵌入到一個新的二進制結構，一個框架中，允許優(yōu)化壓縮報頭和復用。即使在此版本的HTTP中僅發(fā)送了部分原始HTTP消息，每條消息的語義也不會改變，并且客戶端重新構建（虛擬）原始的HTTP / 1.1請求。因此，理解HTTP / 1.1格式的HTTP / 2消息很有用。

有兩種類型的HTTP消息，請求和響應，每種都有其自己的格式。

要求

一個HTTP請求示例：

請求由以下元素組成：

  • 一種HTTP方法，通常是一個動詞GET，POST或者一個名詞，OPTIONS或者HEAD定義客戶想要執(zhí)行的操作。通常，客戶希望獲取資源（使用GET）或發(fā)布HTML表單（使用POST）的值，但在其他情況下可能需要更多的操作。

  • 要獲取的資源的路徑; 例如沒有協(xié)議（http://），域（在這里developer.mozilla.org）或TCP 端口（在這里），從上下文中顯而易見的元素中去除資源的URL 80。

  • HTTP協(xié)議的版本。

  • 傳遞服務器附加信息的可選標題。

  • 或者是一個正文，對于一些POST類似于響應中的方法，這些方法包含發(fā)送的資源。

回應

示例回應：

回應包括以下內容：

  • 他們遵循的HTTP協(xié)議版本。

  • 狀態(tài)碼，指示請求是否成功，以及為什么。

  • 狀態(tài)消息，狀態(tài)碼的非權威性簡短描述。

  • HTTP標頭，就像那些請求一樣。

  • 可選地，包含獲取資源的主體。

結論

HTTP是一個易于使用的可擴展協(xié)議?？蛻魴C - 服務器結構與簡單添加標頭的能力相結合，可以使HTTP隨著Web的擴展功能一起提升。

雖然HTTP / 2增加了一些復雜性，但通過將HTTP消息嵌入到幀中以提高性能，自HTTP / 1.0以來，消息的基本結構保持不變。會話流程很簡單，可以通過簡單的HTTP消息監(jiān)視器進行調查和調試。

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