HTTP协议详解

[TOC]

#### 1. HTTP与SPDY协议
  HTTP协议简单是来说就是一种基于应用层的通讯规范，双方要进行通讯，就要遵守的一种规范。HTTP协议从服务器传输超文本到本地浏览器，可以使浏览器更加高效。HTTP协议不仅保证了超文本文档的快速和安全的传输，还能确定文档中哪一部分先传输，或者哪些部分优先显示。
##### 1.1 HTTP协议
  HTTP协议是一个应用层的通信规范，由请求和响应构成，是一个客户端服务器模型。HTTP协议承载于TCP协议之上，有时也承载于SSL、TLS协议之上（SSL、TLS也承载于TCP），这时就变成了我们常说的HTTPS。HTTP协议的默认端口是80，HTTPS是443。
  HTTP协议的模型就是由客户端发起请求，服务端回送响应。HTTP协议是一个无状态的协议，一个客户端的两次请求没有任何对应关系。这属于典型的一问一答式交互，这种方式很多不足，例如服务端主动向客户端push等。
##### 1.2 SPDY协议
  SPDY协议的出现主要是为了弥补HTTP协议的不足，SPDY协议支持流复用、主动发起请求、强制SSL传输等特性。SPDY协议是由google设计推广的一种协议，目前在最新版本的Chrome和火狐等浏览器中都可以使用。
#### 2. HTTP协议如何工作
  浏览网页是HTTP协议的主要作用，但是并不是全部作用。例如腾讯QQ、迅雷等都有使用HTTP协议。HTTP的主工作流程主要分为以下4步。
##### 2.1 建立连接
  客户端与服务端建立连接。用户点击一个超链接，HTTP协议开始工作。
##### 2.2 发起请求
  客户端向服务端发起请求。请求内容格式如下：
```
统一资源标识符（URL） HTTP协议版本号 请求MIME信息（包含权限修饰符、客户端信息等）
```
##### 2.3 响应请求
  服务端接收到请求处理完毕后向客户端回送响应，响应格式为：
```
状态行（包含协议版本号，成功或失败的状态） MIME信息（包含服务器信息、响应实体等）
```
##### 2.4 断开连接
  客户端显示响应后连接断开。

#### 3. HTTP协议中的主要概念
##### 3.1 连接
  首先需要说明的是，三次握手和四次挥手不属于HTTP协议的部分，它们属于TCP协议，但是上文有讲到过：HTTP是基于TCP的应用层协议，所以，HTTP在连接和断开时也要经过三次握手和四次挥手的过程。
###### 3.1.1 TCP三次握手
  首先看一张图片
![](https://www.hello-world.ren/usr/uploads/2019/03/3436644530.png)

1. 第一次握手
  客户端向服务器发出连接报文，同时随机生成一个初始序列号，这时客户端处于同步已发送状态。TCP协议规定，SYN=1报文段中不能携带数据，但需要消耗一个序号。**这是三次握手的开始，表示客户端向想要和服务器建立连接**。

2. 第二次握手
  服务器收到连接请求后如果同意连接，则会发出`ACK=1,SYN=1`,确认号是`ack=client_jsn+1`，同时为自己初始化一个序列号`server_jsn`。此时服务器进入`SYN-RCVD`（同步收到）状态，此阶段同样不能携带数据，也要消耗一个序号。**这是第二次握手，表示服务器已同意并准备好连接，询问客户端是否准备完成。**

3. 第三次握手
  客户端收到确认后向服务端发出报文`ACK=1，ack=server_jsn+1`，**表示已准备好，此时连接建立完成。**

###### 3.1.2 TCP四次挥手
![](https://www.hello-world.ren/usr/uploads/2019/03/1775907623.png)

1. 第一次挥手
  客户端向服务端发送`FIN`报文，表示请求断开连接。**此时，客户端进入FIN-WAIT-1（终止等待1）状态。**

2. 第二次挥手
  服务端收到FIN返回`ACK`表示已经确认。**此时服务端处于`CLOSE-WAIT`（关闭等待）状态，即服务器已经知道客户端没有数据要发送了，但是如果客户端又发送了数据服务端依然要接收。**

3. 第三次挥手
  服务端发送`FIN`到客户端，表示已经关闭连接。**此时服务器进入`LAST-ACK`（最后确认）状态，等待客户端的确认。**

4. 第四次挥手
  客户端发送`ACK`(确认)报文，注意此时TCP连接还没有释放，必须经过2∗∗MSL（最长报文段寿命）的时间后，当客户端撤销相应的TCB后，才进入CLOSED状态。
服务器只要收到了客户端发出的确认，立即进入CLOSED状态。同样，撤销TCB后，就结束了这次的TCP连接。可以看到，服务器结束TCP连接的时间要比客户端早一些。

##### 3.2 请求
  HTTP协议的请求中主要包含：`请求行、请求主体、请求正文`, 请求行以请求方法符开头，以空格分开，具体格式如下：
```
Method Request-URI HTTP-Version CRLF
POST /index.php/action/login HTTP/1.1
```
  上述格式参数说明

请求方法说明（大写）

响应状态码由三位数字组成，分别代表了不同含义，可取值如下:

|可取值|说明|
|:--|:--|
|1xx|提示信息。请求已接收，正在处理|
|2xx|成功。请求已被成功接收、理解、接收|
|3xx|重定向。要完成的请求需要更进一步的操作|
|4xx|客户端错误。请求有语法错误或者请求无法实现|
|5xx|服务端错误。服务器未能实现合法的请求|
关于状态码还有更细的划分，本文不做赘述。

##### 3.4 报头
  HTTP消息报头主要包括普通报头、请求报头、响应报头、实体报头，报头的格式如下：
```
名字+:+空格+值
Content-Length: 89
```
###### 3.4.1 普通报头
  普通报头中有少数报头用于所有的请求和响应消息。但并不被用于传输实体，只用于传输消息，如缓存控制、连接控制等。
###### 3.4.2 请求报头
  请求报头允许客户端传输请求的附加信息和自身的信息，如UA头、Accept头等。
###### 3.4.3 响应报头
  响应报头用于服务器传输在状态行中不能传输的附加响应信息，以及服务器自身信息，和对所标识的资源的下一步的操作信息，如location等。
###### 3.4.4 重要报头说明

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