小书童
发布时间

http协议

作者

简介

http1.0，http1.1，http2.0，https，websocket/ http无状态协议

常见状态码

HTTP 响应中包含一个状态码，用来表示服务器对客户端响应的结果。 状态码一般由3位构成：

1xx : 表示请求已经接受了，继续处理。 2xx : 表示请求已经处理掉了。 3xx : 重定向。 4xx : 一般表示客户端有错误，请求无法实现。 5xx : 一般为服务器端的错误。

比如常见的状态码：

200 OK 客户端请求成功。 301 Moved Permanently 请求永久重定向。 302 Moved Temporarily 请求临时重定向。 304 Not Modified 文件未修改，可以直接使用缓存的文件。 400 Bad Request 由于客户端请求有语法错误，不能被服务器所理解。 401 Unauthorized 请求未经授权，无法访问。 403 Forbidden 服务器收到请求，但是拒绝提供服务。服务器通常会在响应正文中给出不提供服务的原因。 404 Not Found 请求的资源不存在，比如输入了错误的URL。 500 Internal Server Error 服务器发生不可预期的错误，导致无法完成客户端的请求。 503 Service Unavailable 服务器当前不能够处理客户端的请求，在一段时间之后，服务器可能会恢复正常。

HTTP 的 OPTIONS 方法 用于获取目的资源所支持的通信选项

在 CORS 中，可以使用 OPTIONS 方法发起一个预检请求，以检测实际请求是否可以被服务器所接受。 预检请求报文中的 Access-Control-Request-Method 首部字段告知服务器实际请求所使用的 HTTP 方法； Access-Control-Request-Headers 首部字段告知服务器实际请求所携带的自定义首部字段。 服务器基于从预检请求获得的信息来判断，是否接受接下来的实际请求。

Http/0.x

特性：

  • 不支持多种类型文件下载：只能获取html文件（没有请求和响应头，浏览器只能按照协议规定视为html解析）
  • 限定了数据传输方式：简单的ASCII字节码传输方式（因为服务端返回都是html格式文件）
  • 不需要考虑连接复用问题（每次请求只有一个html）

http/1.0

特性：

  • 最大改进是增加了请求头和响应头（有了头部kv的标识，就可以约定和协商）
  • 对于头部信息的利用（增加了POST/HEAD方法、主动声明keep-alive、状态码、支持文件压缩、文件编码、用户代理、缓存机制…）

缺点：

  • TCP链接不能共用（创建和断开tcp连接的开销大，每次通信独占一个连接，每个请求都需要经过创建、断开TCP连接过程，连续的两个请求至少浪费3个RTT耗时，http1.0如果共用连接需要在请求和响应头同时设置Connection: keep-alive）
  • 不能够支持服务端虚拟主机技术（一个服务器多个host）
  • 动态内容支持不友好（浏览器接收数据需要依赖服务端响应头的Content-Length字段，服务端必须提前知道内容长度，否则导致浏览器不知道何时结束)
  • http队头阻塞问题（只支持串联通信，每个http请求必须等待前一个请求结束在开始，如果前一个请求丢包或其他原因没有响应，下一个请求必须等待）

http/1.1

特性：

  • 增加了tcp持久连接和同域名连接共享（默认开启keep-alive，多个请求可共用连接，浏览器为同域名允许同时创建6个tcp持久连接）
  • 请求头增加了HOST标识（用于标识当前请求的主机名）
  • 使用Chunk transfer 机制解决动态内容支持（服务器会将数据分割若干任意大小的数据块，发送每个数据块时附上上个数据块的长度，最后用零长度的块作为发送数据完成的标志。这样就提供了对动态内容的支持。）
  • 尝试使用管线化技术（pipelining）解决队头阻塞问题（在同一个tcp连接中并发发起多个请求，但是服务端依然要按照顺序接收）
  • 引入了安全策略
  • 引入了cookie机制等

缺点：

  • 不能充分利用带宽资源
    • 由于TCP的网络拥塞控制策略（为了保护减少网络拥塞，tcp采用慢启动发送数据，导致带宽不能被最大化利用）
    • 由于TCP的流量控制(滑动窗口)导致多条tcp连接带宽资源抢占问题（虽然增加了持久连接，同域名连接共享来使用cdn域名分片加速，但同一时间连接个数的也将抢占固定的带宽）
  • http队头阻塞问题（虽然1尝试使用管线技术解决并发问题，但是服务端依然按照顺序接收，所以最终放弃，选择建立6个连接，但是同连接下的请求依然是阻塞排队发送）
  • 多个请求阻塞问题（同域名可以连接共享，但请求数量大于6个时，请求依然需要队列等待）
  • 资源加载优先级问题（队头阻塞问题也会导致关键资源的加载滞后问题，影响首次渲染）

http/2

特性：

  • 引入了二进制分帧层(多路复用)
    • 多路复用multiplexing（在应用层和传输层之间添加了二进制分帧层实现同域一个连接共享，二进制分帧层将请求头请求体编号分帧处理，服务端接收帧后按编号合并处理返回）
    • 请求优先级的设置（由于二进制分帧层的灵活性，可以标记额外帧信息，服务端也可以根据接收的关键资源顺序进行响应）
  • 数据加密传输
  • 添加了服务端推送能力
  • 头部压缩

缺点：

  • 单个TCP+TLS建立连接RTT耗时问题依然存在（3个RTT）
  • TCP队头阻塞依然存在（tcp的数据丢失重传机制导致）

http/3

  • 基于UDP传输层协议QUIC
    • 优化了创建连接，减少RTT个数（0个或1个RTT，基于QUIC减少了 TCP 三次握手及 TLS 握手时间）
    • 改进的拥塞控制（QUIC使用了TCP 协议的 Cubic 拥塞控制算法，具体看参照QUCI原理分析文章）
    • 共享连接并发（实现了同一物理连接上的多个逻辑数据流并行）
    • Quic的丢包重传机制（数据包编号严格递增保证唯一+stream offset保证有序传输）

https

HTTP的缺点

  • 通信使用明文，不进行加密，内容可能被窃听
  • 不验证通信方身份，可能遭遇伪装
  • 无法验证报文完整性，可能遭到篡改

SSL

  • 通过增加一层SSL（Secure Socket Layer）或TLS（Transport Layer Security）
  • 使用权威的第三方机构也就是CA向安全的服务器颁发证书。来证明这台服务器的合法性。
  • 服务器通过这个证书来把自己的公钥加密以后发给客户端
  • 客户端收到这个加密后的公钥以后 ，就用第三方机构的公钥 把这个服务器返回的加密后的公钥 解密 从而得到真正的服务器 的公钥

完整性保护

  • 为了防止篡改通常使用MD5或SHA-1确定报文的完整性

UDP:两次握手 TCP：连接三次握手/四次握手，TCP可靠协议

参考文章

HTTP的演进之路

总结

  1. Http/0.x：ASCII字节码传输
  2. Http/1.0：增加了请求头和响应头（POST、HEAD、状态码、支持文件压缩、文件编码、用户代理、缓存机制…）
  3. Http/1.1：默认开启keep-alive、增加HOST标识、尝试使用管线化技术（pipelining）解决队头阻塞问、引入cookie机制
  4. Http/2：二进制分帧层(多路复用)
  5. Http/3：基于UDP传输层协议QUIC
Discuss on Twitter • View on GitHub