Net3 - 应用层协议 (HTTP)

应用层

HTTP 协议

HTTP 是超文本传输协议，也就是 HyperText Transfer Protocol

是一种用于传输超文本和多媒体内容的协议，主要是为 Web 浏览器与 Web 服务器之间的通信而设计的

当我们使用浏览器浏览网页的时候，我们网页就是通过 HTTP 请求进行加载的。

HTTP 使用客户端-服务器模型，客户端向服务器发送 HTTP Request（请求），服务器响应请求并返回 HTTP Response（响应）

HTTP 协议基于 TCP 协议，发送 HTTP 请求之前首先要建立 TCP 连接也就是要经历 3 次握手

目前使用的 HTTP 协议大部分都是 1.1。在 1.1 的协议里面，默认是开启了 Keep-Alive 的，这样的话建立的连接就可以在多次请求中被复用了

另外， HTTP 协议是“无状态”的协议，它无法记录客户端用户的状态，一般我们都是通过 Session 来记录客户端用户的状态。

HTTP 是一个在计算机世界里专门在「两点」之间「传输」文字、图片、音频、视频等「超文本」数据的「约定和规范」

常见状态码

5大类：

1xx 类状态码属于提示信息，是协议处理中的一种中间状态，实际用到的比较少。

2xx 类状态码表示服务器成功处理了客户端的请求，也是我们最愿意看到的状态。

• 「200 OK」是最常见的成功状态码，表示一切正常。如果是非 HEAD 请求，服务器返回的响应头都会有 body 数据。
• 「204 No Content」也是常见的成功状态码，与 200 OK 基本相同，但响应头没有 body 数据。
• 「206 Partial Content」是应用于 HTTP 分块下载或断点续传，表示响应返回的 body 数据并不是资源的全部，而是其中的一部分，也是服务器处理成功的状态。

3xx 类状态码表示客户端请求的资源发生了变动，需要客户端用新的 URL 重新发送请求获取资源，也就是重定向。

• 「301 Moved Permanently」表示永久重定向，说明请求的资源已经不存在了，需改用新的 URL 再次访问。
• 「302 Found」表示临时重定向，说明请求的资源还在，但暂时需要用另一个 URL 来访问。

301 和 302 都会在响应头里使用字段 Location，指明后续要跳转的 URL，浏览器会自动重定向新的 URL。

• 「304 Not Modified」不具有跳转的含义，表示资源未修改，重定向已存在的缓冲文件，也称缓存重定向，也就是告诉客户端可以继续使用缓存资源，用于缓存控制。
  • 我不给你文件，你本地的就是最新的，继续用吧

4xx 类状态码表示客户端发送的报文有误，服务器无法处理，也就是错误码的含义。

• 「400 Bad Request」表示客户端请求的报文有错误，但只是个笼统的错误。
• 「403 Forbidden」表示服务器禁止访问资源，并不是客户端的请求出错。
• 「404 Not Found」表示请求的资源在服务器上不存在或未找到，所以无法提供给客户端。

5xx 类状态码表示客户端请求报文正确，但是服务器处理时内部发生了错误，属于服务器端的错误码。

• 「500 Internal Server Error」与 400 类型，是个笼统通用的错误码，服务器发生了什么错误，我们并不知道。
• 「501 Not Implemented」表示客户端请求的功能还不支持，类似“即将开业，敬请期待”的意思。
• 「502 Bad Gateway」通常是服务器作为网关或代理时返回的错误码，表示服务器自身工作正常，访问后端服务器发生了错误。
• 「503 Service Unavailable」表示服务器当前很忙，暂时无法响应客户端，类似“网络服务正忙，请稍后重试”的意思

502出现时：

• Nginx（网关）自己工作正常 ✓
• 但Nginx去访问后端服务器失败了 ✗

总结

200 ✓ 一切正常
204 ✓ 成功但无内容
301 → 永久跳转（改网址了）
302 → 临时跳转（暂时换个网址）
404 ✗ 找不到这个资源
500 ✗ 服务器内部炸了

常见字段

请求必备：Host, User-Agent, Content-Type
响应必备：Content-Type, Content-Length, Set-Cookie
缓存相关：Cache-Control, Last-Modified, ETag, 304
跳转相关：Location（301/302）
认证相关：Authorization, Cookie, Set-Cookie

请求头（Request Headers）

响应头（Response Headers）

Host

客户端发送请求时，用来指定服务器的域名

Content-Length 字段

服务器在返回数据时，会有 Content-Length 字段，表明本次回应的数据长度

告诉浏览器，本次服务器回应的数据长度是 1000 个字节，后面的字节就属于下一个回应了

HTTP 是基于 TCP 传输协议进行通信的，而使用了 TCP 传输协议，就会存在一个“粘包”的问题

HTTP 协议通过设置回车符、换行符作为 HTTP header 的边界

通过 Content-Length 字段作为 HTTP body 的边界，这两个方式都是为了解决“粘包”的问题

Connection 字段

Connection 字段最常用于客户端要求服务器使用「HTTP 长连接」机制，以便其他请求复用

HTTP 长连接的特点是，只要任意一端没有明确提出断开连接，则保持 TCP 连接状态

HTTP/1.1 版本的默认连接都是长连接，但为了兼容老版本的 HTTP，需要指定 Connection 首部字段的值为 Keep-Alive。

Connection: Keep-Alive

开启了 HTTP Keep-Alive 机制后， 连接就不会中断，而是保持连接。当客户端发送另一个请求时，它会使用同一个连接，一直持续到客户端或服务器端提出断开连接

Content-Type 字段

Content-Type 字段用于服务器回应时，告诉客户端，本次数据是什么格式

Content-Type: text/html; Charset=utf-8

上面的类型表明，发送的是网页，而且编码是UTF-8

客户端请求的时候，可以使用 Accept 字段声明自己可以接受哪些数据格式

Accept: */*

上面代码中，客户端声明自己可以接受任何格式的数据

Content-Encoding 字段

Content-Encoding 字段说明数据的压缩方法。表示服务器返回的数据使用了什么压缩格式

Content-Encoding: gzip

上面表示服务器返回的数据采用了 gzip 方式压缩，告知客户端需要用此方式解压。

客户端在请求时，用 Accept-Encoding 字段说明自己可以接受哪些压缩方法。

Accept-Encoding: gzip, deflate

GET 和 POST 区别

GET用于：
- 获取数据（查询参数）
- 例：/search?keyword=java&page=1
- 例：/user/123

POST用于：
- 提交表单数据
- 上传文件
- 修改/删除资源
- 例：注册账号、发表评论、删除订单

根据 RFC 规范，GET 的语义是从服务器获取指定的资源，这个资源可以是静态的文本、页面、图片视频等

GET 请求的参数位置一般是写在 URL 中，URL 规定只能支持 ASCII，所以 GET 请求的参数只允许 ASCII 字符 ，而且浏览器会对 URL 的长度有限制（HTTP协议本身对 URL长度并没有做任何规定）

根据 RFC 规范，POST 的语义是根据请求负荷（报文body）对指定的资源做出处理，具体的处理方式视资源类型而不同

POST 请求携带数据的位置一般是写在报文 body 中，body 中的数据可以是任意格式的数据，只要客户端与服务端协商好即可，而且浏览器不会对 body 大小做限制。

• GET 方法就是安全且幂等的，因为它是「只读」操作，无论操作多少次，服务器上的数据都是安全的，且每次的结果都是相同的。所以，可以对 GET 请求的数据做缓存，这个缓存可以做到浏览器本身上（彻底避免浏览器发请求），也可以做到代理上（如nginx），而且在浏览器中 GET 请求可以保存为书签。
• POST 因为是「新增或提交数据」的操作，会修改服务器上的资源，所以是不安全的，且多次提交数据就会创建多个资源，所以不是幂等的。所以，浏览器一般不会缓存 POST 请求，也不能把 POST 请求保存为书签。