HTTP 历史

HTTP（HyperText Transfer Protocal）是超文本传输协议，于蒂姆.博纳斯-李在 1989 年 3 月提出的一种能让远隔两地的研究者们共享知识的设想
最初设想的基本理念是：借助多文档之间相互关联形成的超文本，连成相互关联的 WWW（World Wide Web）万维网

HTTP 发展历史

浏览器如何和服务器交互的

1. 浏览器解析

2. 查询缓存

3. DNS查询

   顺序如下，若其中一步成功则直接进去建立链接部分：

   • 浏览器自身DNS (chrome: chrome://net-internals/#dns)
   • 操作系统DNS
   • 本地hosts文件
   • 像域名服务器发送请求

4. 建立链接

• TCP三次握手(three-way handshaking)
• 发送方:SYN(synchronize)
• 接收方:SYN/ACK(acknowledgement),确认信息传达
• 发送方:ACK - 确认接收方在线可收消息，握手结束
• Accept

• TCP三次握手的的好处在于，发送方可以确认接收方仍然在线，不会因为白发送而浪费资源。

  
  
  tcp 三次握手.jpg

5. 发送HTTP请求

• 报文首部(GET /index.html HTTP/1.1)
• 方法
• URL
• HTTP版本
• 空行(CR+LF)
• 报文主体

注意:
1.HTTP是无连接、无状态的，即HTTP在传输完成后就会断开，并且下一次登录时不会记录上次的登录状态。
2.关于CR(Carriage Return,回车)和LF(Line Feed,换行)
Dos和Windows采用CR/LF表示下一行
UNIX/Linux采用LF表示下一行
MAC OS系统则采用CR表示下一行

6. 服务器发送响应

• 报文首部(HTTP/1.1 200 OK)
• HTTP版本
• 响应状态码
• 状态码信息
• 空行(CR+LF)
• 报文主体

7. 客户端收到页面

8. 解析HTML

• 构建DOM树
• 下载资源
• CSS - 构建CSSOM树
• js - 等下下载并执行后解析

9. 构建渲染树
   根据DOM和CSSOM树渲染，不可见元素不被会渲染

10. 浏览器布局渲染

• 布局 - 根据渲染树布局
• 绘制 - 在屏幕上绘制每个点

http 1 和 http 1.1 的区别

HTTP1.0最早在网页中使用是在1996年，那个时候只是使用一些较为简单的网页上和网络请求上，而HTTP1.1则在1999年才开始广泛应用于现在的各大浏览器网络请求中，同时HTTP1.1也是当前使用最为广泛的HTTP协议。 主要区别主要体现在：

1. 缓存处理，在HTTP1.0中主要使用header里的If-Modified-Since,Expires来做为缓存判断的标准，HTTP1.1则引入了更多的缓存控制策略例如Entity tag，If-Unmodified-Since, If-Match, If-None-Match等更多可供选择的缓存头来控制缓存策略。
2. 带宽优化及网络连接的使用，HTTP1.0中，存在一些浪费带宽的现象，例如客户端只是需要某个对象的一部分，而服务器却将整个对象送过来了，并且不支持断点续传功能，HTTP1.1则在请求头引入了range头域，它允许只请求资源的某个部分，即返回码是206（Partial Content），这样就方便了开发者自由的选择以便于充分利用带宽和连接。
3. 错误通知的管理，在HTTP1.1中新增了24个错误状态响应码，如409（Conflict）表示请求的资源与资源的当前状态发生冲突；410（Gone）表示服务器上的某个资源被永久性的删除。
4. Host头处理，在HTTP1.0中认为每台服务器都绑定一个唯一的IP地址，因此，请求消息中的URL并没有传递主机名（hostname）。但随着虚拟主机技术的发展，在一台物理服务器上可以存在多个虚拟主机（Multi-homed Web Servers），并且它们共享一个IP地址。HTTP1.1的请求消息和响应消息都应支持Host头域，且请求消息中如果没有Host头域会报告一个错误（400 Bad Request）。

5. 长连接，HTTP 1.1支持长连接（PersistentConnection）和请求的流水线（Pipelining）处理，在一个TCP连接上可以传送多个HTTP请求和响应，减少了建立和关闭连接的消耗和延迟，在HTTP1.1中默认开启Connection： keep-alive，一定程度上弥补了HTTP1.0每次请求都要创建连接的缺点。以下是常见的HTTP1.0：

   
   
   HTTP/1.1

HTTP1.0和1.1现存的一些问题

1. 上面提到过的，HTTP1.x在传输数据时，每次都需要重新建立连接，无疑增加了大量的延迟时间，特别是在移动端更为突出。
2. HTTP1.x在传输数据时，所有传输的内容都是明文，客户端和服务器端都无法验证对方的身份，这在一定程度上无法保证数据的安全性。
3. HTTP1.x在使用时，header里携带的内容过大，在一定程度上增加了传输的成本，并且每次请求header基本不怎么变化，尤其在移动端增加用户流量。
4. 虽然HTTP1.x支持了keep-alive，来弥补多次创建连接产生的延迟，但是keep-alive使用多了同样会给服务端带来大量的性能压力，并且对于单个文件被不断请求的服务(例如图片存放网站)，keep-alive可能会极大的影响性能，因为它在文件被请求之后还保持了不必要的连接很长时间。

http 常用消息头

• 通用消息头

通用消息头.png

• 请求消息头

  
  
  请求消息头.png

• 响应消息头

  
  
  响应消息头.png

• 实体消息头

  
  
  实体消息头.png

http 常用状态码

https 是什么，如何和浏览器交互的

网景在1994年创建了HTTPS，并应用在网景导航者浏览器中。 最初，HTTPS是与SSL一起使用的；在SSL逐渐演变到TLS时（其实两个是一个东西，只是名字不同而已），最新的HTTPS也由在2000年五月公布的RFC 2818正式确定下来。简单来说，HTTPS就是安全版的HTTP，并且由于当今时代对安全性要求更高，chrome和firefox都大力支持网站使用HTTPS，苹果也在ios 10系统中强制app使用HTTPS来传输数据，由此可见HTTPS势在必行。

image

https 和 HTTP 的区别

1. HTTPS协议需要到CA申请证书，一般免费证书很少，需要交费。
2. HTTP协议运行在TCP之上，所有传输的内容都是明文，HTTPS运行在SSL/TLS之上，SSL/TLS运行在TCP之上，所有传输的内容都经过加密的。
3. HTTP和HTTPS使用的是完全不同的连接方式，用的默认端口也不一样，前者是80，后者是443。

4. HTTPS可以有效的防止运营商劫持，解决了防劫持的一个大问题。

   
   
   HTTPS 和 HTTP 的区别

alpn

ALPN (Application Layer Protocol Negotiation)是TLS的扩展，允许在安全连接的基础上进行应用层协议的协商。ALPN支持任意应用层协议的协商，目前应用最多是HTTP2的协商。在2016年，ALPN已经完全替代NPN了。

在没有启用 ALPN 的时候，加载一个 HTTP/2 页面的步骤是：

Without ALPN, the steps to load a HTTP/2 page would be like:

TLS 握手 (TLS handshake)
浏览器/客户端 发送带有 “Upgrade: h2c” 头的 HTTP/1.1 请求 (Browser/Client speaks HTTP/1.1 to server with “Upgrade: h2c” Header)
服务器回复 101 Switching 并将链接升级至 HTTP2 (Server responds with 101 Switching to upgrade to HTTP2)
现在服务器和客户端采用 HTTP2 协议交流 (Now they talks via HTTP2)
在启用了 ALPN 的情况下：

With ALPN, the steps would be:

TLS握手，并且在握手过程中，客户端告诉服务器一个客户端支持的协议列表，然后服务器回复客户端支持 HTTP2 协议 (TLS handshake and in the handshake client tells the server the list of protocol it supports and server respond in handshake saying that it supports HTTP2 as well)
现在服务器和客户端采用 HTTP2 协议交流 (Now they talks via HTTP2)
可以看出，使用 ALPN 之后，客户端和服务器的交互少了一轮握手（不需要 Upgrade 和 101 Switching）

spdy

1. 多路复用 请求优化

   SPDY 规定在一个 SPDY 连接内可以有无限个并行请求，即允许多个并发 HTTP 请求共用一个 TCP会话。这样 SPDY 通过复用在单个 TCP 连接上的多次请求，而非为每个请求单独开放连接，这样只需建立一个 TCP 连接就可以传送网页上所有资源，不仅可以减少消息交互往返的时间还可以避免创建新连接造成的延迟，使得 TCP 的效率更高。此外，SPDY 的多路复用可以设置优先级，而不像传统 HTTP 那样严格按照先入先出一个一个处理请求，它会选择性的先传输 CSS 这样更重要的资源，然后再传输网站图标之类不太重要的资源，可以避免让非关键资源占用网络通道的问题，提升 TCP 的性能。

2. 支持服务器推送技术

   服务器可以主动向客户端发起通信向客户端推送数据，这种预加载可以使用户一直保持一个快速的网络。

3. SPDY 压缩了 HTTP 头

   舍弃掉了不必要的头信息，经过压缩之后可以节省多余数据传输所带来的等待时间和带宽。

4. 强制使用 SSL 传输协议

   Google 认为 Web 未来的发展方向必定是安全的网络连接，全部请求 SSL 加密后，信息传输更加安全。

http2

二进制分帧层

HTTP/2 所有性能增强的核心在于新的二进制分帧层，它定义了如何封装 HTTP 消息并在客户端与服务器之间传输。

二进制分帧.png

帧（frame）

HTTP 2.0通信的最小单位，包括帧首部、流标识符、优先值和帧净荷等。 

消息（message）

消息是指逻辑上的HTTP消息（请求/响应）。一系列数据帧组成了一个完整的消息。比如一系列DATA帧和一个HEADERS帧组成了请求消息。

流 (stream)

已建立的连接内的双向字节流，可以承载一条或多条消息。

二进制分帧-流.png

特点

• 所有通信都在一个 TCP 连接上完成，此连接可以承载任意数量的双向数据流。
• 每个数据流都有一个唯一的标识符和可选的优先级信息，用于承载双向消息。
• 每条消息都是一条逻辑 HTTP 消息（例如请求或响应），包含一个或多个帧。
• 帧是最小的通信单位，承载着特定类型的数据，例如 HTTP 标头、消息负载，等等。 来自不同数据流的帧可以交错发送，然后再根据每个帧头的数据流标识符重新组装。

多路复用共享链接

在 HTTP/1.x 中，如果客户端要想发起多个并行请求以提升性能，则必须使用多个 TCP 连接（请参阅使用多个 TCP 连接）。这是 HTTP/1.x 交付模型的直接结果，该模型可以保证每个连接每次只交付一个响应（响应排队）。更糟糕的是，这种模型也会导致队首阻塞，从而造成底层 TCP 连接的效率低下。

HTTP/2 中新的二进制分帧层突破了这些限制，实现了完整的请求和响应复用：客户端和服务器可以将 HTTP 消息分解为互不依赖的帧，然后交错发送，最后再在另一端把它们重新组装起来。

请求优先级

将 HTTP 消息分解为很多独立的帧之后，我们就可以复用多个数据流中的帧，客户端和服务器交错发送和传输这些帧的顺序就成为关键的性能决定因素。为了做到这一点，HTTP/2 标准允许每个数据流都有一个关联的权重和依赖关系：

• 可以向每个数据流分配一个介于 1 至 256 之间的整数。
• 每个数据流与其他数据流之间可以存在显式依赖关系。

数据流依赖关系和权重的组合让客户端可以构建和传递“优先级树”，表明它倾向于如何接收响应。反过来，服务器可以使用此信息通过控制 CPU、内存和其他资源的分配设定数据流处理的优先级，在资源数据可用之后，带宽分配可以确保将高优先级响应以最优方式传输至客户端。

服务端推送

HTTP/2 新增的另一个强大的新功能是，服务器可以对一个客户端请求发送多个响应。 换句话说，除了对最初请求的响应外，服务器还可以向客户端推送额外资源（图 12-5），而无需客户端明确地请求。

服务器推送.png

首部压缩

每个 HTTP 传输都承载一组标头，这些标头说明了传输的资源及其属性。 在 HTTP/1.x 中，此元数据始终以纯文本形式，通常会给每个传输增加 500–800 字节的开销。如果使用 HTTP Cookie，增加的开销有时会达到上千字节。（请参阅测量和控制协议开销。）为了减少此开销和提升性能，HTTP/2 使用 HPACK 压缩格式压缩请求和响应标头元数据，这种格式采用两种简单但是强大的技术：
1. 这种格式支持通过静态 Huffman 代码对传输的标头字段进行编码，从而减小了各个传输的大小。
2. 这种格式要求客户端和服务器同时维护和更新一个包含之前见过的标头字段的索引列表（换句话说，它可以建立一个共享的压缩上下文），此列表随后会用作参考，对之前传输的值进行有效编码。
利用 Huffman 编码，可以在传输时对各个值进行压缩，而利用之前传输值的索引列表，我们可以通过传输索引值的方式对重复值进行编码，索引值可用于有效查询和重构完整的标头键值对。

压缩消息头.png

如何升级使用 http2

参考链接

当我们在浏览器中输入一个URL后，发生了什么？

HTTP1.0、HTTP1.1和HTTP2.0的区别

HTTP 2.0与HTTP 1.1区别

HTTP 2.0 原理详细分析

HTTP,HTTP2.0,SPDY,HTTPS你应该知道的一些事

http2 测试页面

http2 协议翻译

什么是 ALPN(应用层协议协商) What is ALPN (Application-Layer Protocol Negotiation)

HTTPS那些协议：TLS, SSL, SNI, ALPN, NPN

HTTP/2笔记之连接建立

HTTP/2笔记之流和多路复用

HTTP/2 简介

HTTP/2 服务端推送

阮一峰 HTTP 简介