HTTP协议

说明

  1. 如果只想关注计算机网络的应用：
    • 熟悉：HTTP协议的全部内容。
  2. 如果想深入学习计算机网络：
    • 熟悉：HTTP协议的全部内容。

概述

HTTP是一种​​无状态、面向连接​​的协议，基于B/S架构（浏览器/服务器），通过URL标识资源，以请求-响应模式完成数据交互。其设计初衷是为万维网（WWW）提供超文本传输支持，现已成为Web应用的基础通信协议。

HTTP报文格式（面试题）

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HTTP请求报文

请求方法

GET方法：

  • GET方法将用户在网页上输入的信息，拼接到URL后面提交到后端。
  • GET方法用过URL进行传参，利用一个问号?代表URL的结尾与请求参数的开始。采用请求的正文参数直接保留在外面，显然，这种方式不适合传送私密数据。
  • GET方法传递的参数长度是有限制的（有些浏览器只能识别前1024个字符），所以如果需要传送大量数据的时候，也不适合使用GET方式。
  • GET请求会被缓存
  • GET请求会保留在浏览器历史记录中

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POST方法：

  • POST方法也支持参数提交，采用请求的正文提交参数！可以传输大量数据，所以对传送的数据大小没有限制。
  • POST请求不会被缓存
  • POST请求不会保留在浏览器历史记录中

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DELETE方法：

  • HTTP1.1 请求服务器删除指定的页面。

PUT方法

  • HTTP1.1 从客户端向服务器传送的数据取代指定的文档的内容。

URL

URL：统一资源定位符，是一种资源位置的抽象唯一识别方法。
组成：<协议>://<主机>:<端口>/<路径>

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像/?:这样的字符，被url当做特殊意义理解了，这些字符不能随便出现。某个参数中带有这些特殊字符，就必须对特殊字符进行转义。

转义规则：

将需要转码的字符转为16进制，然后从右到左，取4位，每2为做一位，在前面加上%，编码成%XY的格式。

请求体

请求体用于传输数据，格式由Content-Type指定：

  • ​​GET请求​​：通常无请求体，参数通过URL传递（如/search?q=keyword）。
  • ​POST请求​​：包含提交的数据，例如：
    • 表单数据：user=admin&password=123456（application/x-www-form-urlencoded）。
    • 文件上传：使用multipart/form-data格式。
    • JSON数据：{"username": "admin", "password": "123456"}（application/json）。

HTTP响应报文

状态码、短语

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重定向状态码：让服务器知道浏览器，让浏览器访问新的地址。

重定向分为：

  • 临时重定向：网页临时跳转到另一个网页
  • 永久重定向：网页永久跳转到另一个网页

请求报文：

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响应报文：

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响应报文中常见的状态行：

响应报文 状态
HTTP/1.1 200 OK 成功返回响应
HTTP/1.1 202 Aceepted 接收请求
HTTP/1.0 301 Moved Permanently 永久重定向
HTTP/1.0 302 Found 临时重定向
HTTP/1.1 400 Bad Requset 错误的请求
HTTP/1.1 403 Forbidden 服务器理解了客户端发出的请求，但拒绝授权
HTTP/1.1 503 Service Unavailable 服务器端暂时无法处理请求

响应体

响应体是服务器返回的实际数据，格式由Content-Type决定：

  • ​​HTML页面​​：如text/html类型返回的网页内容。
  • ​二进制数据​​：如图片（image/png）或文件下载。
  • JSON/XML​​：常见于API接口数据交互。

HTTP版本

HTTP/2.0

  • 二进制传输：将以前的文本传输变为二进制传输。
  • IO多路复用：允许单个TCP上同时并发的传输多个
  • 服务器推送：服务器可以主动推送信息。

HTTP/3.0

  • 基于UDP的可靠传输：HTTP/3.0将UDP协议进行封装的。通过QUIC的技术实现了UDP的可靠传输。

HTTP/1.0、HTTP/1.1、HTTP/2.0有什么区别？

HTTP/1.0 和 HTTP/1.1的区别：

  • 连接方式：HTTP/1.0只支持短连接，即建立一次TCP连接只能进行一次HTTP请求。而HTTP/1.1支持了长连接，即建立一次TCP连接可以进行多次HTTP请求。
  • 请求方式：HTTP/1.1中引入了新的请求方式，比如PUT、DELETE方法。

HTTP/2 和 HTTP/1.1 的区别：

  • 二进制格式：HTTP/2中HTTP请求和响应报文的首部字段，头部，正文都采用了二进制数据进行传输。HTTP/1.1请求和响应报文的首部字段，头部，正文都采用了文本数据进行传输。
  • 并发传输：引入了IO多路复用的机制。多个二进制流可以在同一个TCP连接上进行HTTP请求。

首部字段

HTTP请求头

Host

指定目标服务器的域名或IP地址及端口（如Host: www.baidu.com）。HTTP/1.1后为必填字段，用于支持虚拟主机托管（同一IP托管多个域名）。

User-Agent

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User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/125.0.0.0 Safari/537.36

应用：服务器可根据此字段优化响应内容（如移动端返回简化页面）。

Content-Type

表示具体请求中的媒体类型信息，确切的来说是客户端告知服务端，自己即将发送的请求消息携带的数据结构类型，好让服务端接收后以合适的方式处理。一般get请求不需要设置Content-Type，只有post才有必要设置！

  • MediaType：即是Internet Media Type，互联网媒体类型；也叫做MIME类型，在Http协议消息头中。

常见的媒体格式类型如下：

后缀 格式
text/html HTML格式
text/plain 纯文本格式
text/xml XML格式
image/gif gif图片格式
image/jpeg jpg图片格式
image/png png图片格式
application/xhtml+xml XHTML格式
application/xml XML数据格式
application/json JSON数据格式
application/pdf pdf格式
application/msword Word文档格式
application/octet-stream 二进制流数据（如常见的文件下载）
application/x-www-form-urlencoded form表单数据被编码为key/value格式发送到服务器（表单默认的提交数据的格式）

Content-Length

声明请求体的字节大小（如Content-Length: 2048），对POST请求为必需字段。

Connection

控制TCP连接行为。

Keep-Alive：复用连接（HTTP/1.1默认启用） close：请求后关闭连接（HTTP/1默认启用）

  • 非持久连接

HTTP/1.0采用非持续连接方式。在该方式下，每次浏览器每次请求一个文件都要与服务器建立TCP连接，当收到响应后就立即关闭连接

  • 每请求一个文档就要有两倍的RTT的开销。
  • 为了减少时延，浏览器通常会建立多个并行的TCP连接同时请求多个对象。但这会使服务器负担很重。
  • 持久连接

HTTP/1.1采用持续连接方式。在该方式下，万维网服务器在发送响应之后仍然保持这条连接，时同一个客户（浏览器）和服务器可以继续在这条连接上传送后续的HTTP请求报文和响应报文。

  1. 非流水线方式：客户在收到前一个响应后才能发出下一个请求。这比非持续连接的两倍RTT的开销节省了 建立TCP连接所需的一个RTT时间。但服务器在发 送完一个对象后，其TCP连接就处于空闲状态，浪费 了服务器资源。
  2. 流水线方式：客户在收到HTTP的响应报文之前就能够接着发送新的请求报文。一个接一个的请求报文到达服务器后，服务器就可连续发回响应报文。使用流水线方式时，客户访问所有的对象只需花费一个RTT时间，使TCP连接中的空闲时间减少，提高了下载文档效率。

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HTTP先请求整个网页，再2次请求请求图片。一个三次http请求

举例

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<body>
    <h1>hello world<h1>
    正文：你好，我是

    <br>
        <img src='./source/1.png' width='300' height='300'>
    <br>

    <video width='300' height='400' control>
        <source src='./video' type='video/mp4'>
    </video>

    <br>
        <img src='./source/2.png' width='300' height='300'>
    <br>
</body>
  • 对于非持续连接

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  • 对于持续连接（非流水线模式）

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  • 对于持续连接（流水线模式）

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Cookie

我们想象一个场景，当我们打开一个网站时，如果这个网站我们曾经登录过，那么当我们再次打开网站时，发现就不需要再次登录了，而是直接进入了首页。例如blibli，csdn等网站。

这是怎么做到的呢？其实就是游览器保存了我们的cookie，里面记录了一些信息，当然，这些cookie是服务器创建后返回给浏览器的。流览器只进行了保存。

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  • Cookie的生命周期

cookie有2种存储方式，一种是会话性，一种是持久性。

  1. 会话性：如果cookie为会话性，那么cookie仅会保存在客户端的内存中，当我们关闭客服端时cookie也就失效了
  2. 持久性：如果cookie为持久性，那么cookie会保存在用户的硬盘中，直至生存期结束或者用户主动将其销毁。

cookie我们是可以进行设置的，我们可以人为设置cookie的有效时间，什么时候创建，什么时候销毁。

  • Cookie的组成
  • Name：这个是cookie的名字
  • Value：这个是cooke的值
  • Path：这个定义了Web站点上可以访问该Cookie的目录
  • Expires：这个值表示cookie的过期时间，也就是有效值，cookie在这个值之前都有效。
  • Size：这个表示cookie的大小

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  • Cookie的HTTP传输
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response_header += "Set-Cookie: name=haha&&password=12345";
response_header += "\r\n";

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我们同样可以设置多个Cookie保存不同的信息

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response_header += "Set-Cookie: name=haha";
response_header += "\r\n";
response_header += "Set-Cookie: password=12345";
response_header += "\r\n";

HTTP响应头

  • ​Content-Type​​：指定响应体的数据类型（如text/html或application/json）。
  • ​​Content-Length​​：声明响应体的字节长度。
  • Cache-Control​​：定义缓存策略（如max-age=3600表示缓存1小时）。
  • Server​​：标识服务器软件（如Nginx/1.18.0）。
  • Set-Cookie​​：向客户端设置Cookie，用于会话管理。