读书笔记_图解HTTP(二) 简单HTTP协议及HTTP报文内的HTTP信息

读《图解HTTP》记录

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  • HTTP协议用于客户端和服务端之间通信
    一般由客户端首先发起,由服务端响应
  • 通过请求和响应的交换达成通信
  • HTTP是不保存状态的协议(无状态)
    后续引入了Cookie技术,就可以管理状态了

HTTP方法

  • GET
    GET请求用于访问资源
  • POST
    POST请求用于传输实体的主体
  • PUT
    PUT方法用于传输文件。由于HTTP/1.1的PUT方法不带验证机制,任何人都能上传文件,存在安全性问题,因此一般的Web网站不使用该方法。
  • HEAD 获得报文首部
    和GET方法一样,只是不返回报文主体部分。用于确认URI的有效性以及资源更新的时间日期等。
  • DELETE:删除文件
    DELETE 方法用来删除文件,是与 PUT 相反的方法。DELETE 方法按 请求 URI 删除指定的资源。


    Http支持的方法

持久连接节省通信量

  • 持久连接
    之前每次进行HTTP请求的时候,都要先建立TCP连接,然后结束之后再断开TCP连接。这样如果在同一份HTML文档中有大量的图片等资源,就会建立和断开多次TCP连接,造成资源的浪费。HTTP1.1和一部分HTTP1.0想出了持久连接。持久连接的特点:只要任意一端没有明确断开连接,就保持TCP的链接状态。这样不会因为频繁的建立和断开TCP连接咋造成额外的开销,减轻了服务器的负载。同时减少了HTTP请求和响应的时间。


    持久化连接
  • 管线化
    持久连接使得多数请求以管线化方式发送成为可能。从以前发送请求需要等待并收到响应,才能发送下一个请求。管线化技术出现后,就不用等待响应,直接可以发送下一个请求了。管线化技术比持久化连接更快。


    管线化

使用Cookie的状态管理

Cookie技术通过在请求和响应报文中写入Cookie信息来控制客户端的状态。
Cookie会根据从服务器端发送的响应报文内一个叫Set-Cookie的首部字段信息,通知客户端保存Cookie。当下次客户端再往该服务器发送请求时,客户端自动会在请求报文中加入Cookie值后发送出去。
服务端发现客户端发过来的Cookie后,会去检查到底是从那个客户端发过来的连接请求,然后对比服务器上的记录,最后得到之前的状态信息。


Cookie技术1
Cookie技术2

HTTP请求报文和响应报如下
1、请求报文(没有Cookie信息的状态)

GET /reader/ HTTP/1.1
Host: hackr.jp *
首部字段内没有Cookie的相关信息

2、响应报文(服务器端生成Cookie信息)

HTTP/1.1 200 OK 
Date: Thu, 12 Jul 2012 07:12:20 GMT 
Server: Apache 
<Set-Cookie: sid=1342077140226724; path=/; expires=Wed, 10-Oct-12 07:12:20 GMT> 
Content-Type: text/plain; charset=UTF-8

3、请求报文(自动发送保存着的Cookie信息)

GET /image/ HTTP/1.1 
Host: hackr.jp 
Cookie: sid=1342077140226724

HTTP请求报文以及响应报文

Http报文结构
Http报文实例
  • 请求行
    包含请求的方法,请求的URI和HTTP版本。
  • 状态行
    包含表明响应结果的状态码,原因短语和Http版本。
  • 首部字段
    包含表示请求和响应的各种条件和属性的各类首部。
    一般有4种首部:通用首部、请求首部、响应首部和实体首部
  • 其他
    可能包含HTTP的RFC里未定义的额首部(Cookie等)

编码提升传输速率

  • 报文
    是HTTP通信中的基本单位,由8位组字节流组成,通过HTTP通信传输。
  • 实体
    作为请求或响应的有效载荷数据被传输,其内容由实体首部和实体主体组成

Http报文的主体用于传输请求或响应的实体数体。
通常,报文主体等于实体主体。只有当传输中进行编码操作时,实体 主体的内容发生变化,才导致它和报文主体产生差异。

1、压缩传输的内容编码

HTTP 协议中有一种被称为内容编码的功能来完成压缩后传输的操作。
内容编码指明应用在实体内容上的编码格式,并保持实体信息原样压缩。内容编码后由实体客户端接收并负责解码。

常用的内容编码有以下几种。

  • gzip(GNU zip)
  • compress(UNIX 系统的标准压缩)
  • deflate(zlib)
  • identity(不进行编码)
内容编码的原理

由服务器将要传输的内容进行压缩,然后传递给客户端,并且告诉客户端编码格式,由客户端接收后,再解压缩,拿到原来的内容。

2、分隔发送的分块传输编码

在Http通信过程中,请求的编码实体资源在尚未全部传输完成之前,浏览器无法显示请求页面。在传输大内容数据时,通过把数据分隔成多块,能过让浏览器逐步显示页面。
这种把实体主体分块的功能称为分块传输编码。

分块传输编码

分块传输编码会将实体主体分成多个部分(块)。每一块都会用十六 进制来标记块的大小,而实体主体的最后一块会使用“0(CR+LF)”来标 记。
使用分块传输编码的实体主体会由接收的客户端负责解码,恢复到编 码前的实体主体。

发送多种数据的多部分对象集合

在http协议中发送的一份报文主体内,可包含多类型实体(图片,文件等)。通常在图片或者文本文件上传时使用。多部分对象集合包含的对象如下:

  • multipart/form-data
    在 Web 表单文件上传时使用。
  • multipart/byteranges 状态码 206(Partial Content,部分内容)响应报文包含了多个范 围的内容时使用。

在http报文中使用多部分对象集合时,需要在首部字段加上Content-type.

关于范围内容的说明
在下载大文件过程中,网络中断,需要重头重新下载。则还是很需要一种可以恢复的机制,从断开出恢复下载。像这种,需要发送范围请求,只请求目标资源中的一部分。执行范围请求时,回用到首部字段Range来指定资源的byte范围。
byte范围的指定形式如下。

  • 5001~10000字节
    Range: bytes=5001-10000
  • 从 5001 字节之后全部的
    Range: bytes=5001-
  • 从一开始到 3000 字节和 5000~7000 字节的多重范围
    Range: bytes=-3000, 5000-7000

针对范围请求,响应会返回206的状态吗报文。对于多重范围的范围请求,响应会在不受字段Content-Type表明multipart/byteranges后返回响应报文。
如果服务器端无法响应范围请求,则会返回状态码200 OK和完整的实体内容。

HTTP的响应状态码

状态码如200 OK,以3位数字和短语组成,第一位数字指定了响应类别。分为一下五种。

类别 原因短语
1xx Informational(信息性状态码) 接受的请求正在处理
2xx Success(成功状态码) 请求正常处理完毕
3xx Redirection(重定向状态码) 需要进行附加操作以完成请求
4xx Client Error(客户端错误代码) 服务器无法处理的请求
5xx Server Error(服务器错误状态码) 服务器处理请求出错

常用状态码

1XX

1xx表示临时性消息

  • 100
    比如,客户端上传大数据时,分段上传,这时候加一个请求头,说我这边还有数据会继续上传,如果你接收完了,返回一个100,告诉客户端,这次上传的成功了,继续上传吧。
  • 101
    比如客户端想问问服务器支持不支持http2的请求,服务器返回101,表示支持,这时候,客户端以后的请求就可以用http2了。
    正在切换协议
2XX

2xx的响应结果表明请求被正常处理了。

  • 200 OK
    表示从客户端发来的请求在服务器端被正常处理了。
    在响应报文内,随状态码一起返回的信息会因方法的不同而发生改 变。比如,使用 GET 方法时,对应请求资源的实体会作为响应返 回;而使用 HEAD 方法时,对应请求资源的实体首部不随报文主体 作为响应返回(即在响应中只返回首部,不会返回实体的主体部 分)。
  • 204 No Content
    服务器接收的请求已经成功处理,但是在返回的响应报文中不含实体的主体部分。另外,也不允许返回任何实体的主体。
    一般在只需要从客户端往服务器发送信息,而对客户端不需要发送新信息内容的情况下使用。
  • 206 Partial Content
    客户端进行了范围请求,而服务器成功执行了这部分的GET请求。响应报文中包含由Content-Range指定范围的实体内容。
3XX

3xx的响应结果表明浏览器需要执行某些特殊的处理以正确处理该请求。
就是重定向到某个其他的地址,比如

4XX 客户端错误

4XX 的响应结果表明客户端是发生错误的原因所在。

  • 400 Bad Request
    表示请求报文中存在语法错误。当错误发生时,需修改请求的内容后再次发送请求。另外,浏览器会像 200 OK 一样对待该状态码。

  • 401 Unauthorized
    该状态码表示发送的请求需要通过HTTP认证(BASIC认证、DIGEST认证)的认证信息。如果之前已经进行过一次请求,就表示认证失败。
    返回含有 401 的响应必须包含一个适用于被请求资源的 WWWAuthenticate 首部用以质询(challenge)用户信息。当浏览器初次接收 到 401 响应,会弹出认证用的对话窗口。

  • 403 Forbidden
    该状态码表明对请求资源的访问被服务器拒绝了。服务器端没有必要 给出拒绝的详细理由,但如果想作说明的话,可以在实体的主体部分对原因进行描述,这样就能让用户看到了。
    未获得文件系统的访问授权,访问权限出现某些问题(从未授权的发 送源 IP 地址试图访问)等列举的情况都可能是发生 403 的原因。

  • 404 Not Found
    该状态码表明服务器上无法找到请求的资源。除此之外,也可以在服 务器端拒绝请求且不想说明理由时使用。

5XX 服务器错误

5XX 的响应结果表明服务器本身发生错误。

  • 500 Internal Server Error
    该状态码表明服务器端在执行请求时发生了错误。也有可能是 Web 应用存在的 bug 或某些临时的故障。

  • 503 Service Unavailable
    该状态码表示服务器暂时处于超负载或正在进行停机维护,现在无法处理请求。如果事先得知接触以上状况需要的时间,最好写入RetryAfter首部字段再返回给客户端。

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