面試之認真死磕HTTP協議

聲明：如下內容多參考整理於網絡文章

一.緣起

以前去面試時，面試官幾乎沒有問其餘問題，整場面試下來，死磕協議的知識不放，因爲本身在這方面準備並非很充分，回答的並非很好，因而回來結合面試的狀況，查了不少的資料，認真地瞭解一下HTTP協議，若是寫的很差的地方，留言指出。

二.HTTP概述：

HTTP ( HyperText Transfer Protocal)，全稱爲超文本傳輸協議。HTTP是一個客戶端終端（用戶）和服務器端（網站）請求和應答的標準。一般，由HTTP客戶端發起一個請求，建立一個到服務器指定端口（默認是80端口）的TCP鏈接。HTTP服務器則在那個端口監聽客戶端的請求。一旦收到請求，服務器會向客戶端返回一個狀態，好比"HTTP/1.1 200 OK"，以及返回的內容，如請求的文件、錯誤消息、或者其它信息。

三.HTTP特色：

• 支持客戶端、服務端模式
• 簡單快速：客戶向服務器請求服務時，只須要傳送請求方法和路徑。因爲HTTP協議簡單，使得通訊速度比較快
• 靈活：HTTP容許傳輸任意類型的數據對象。正在傳輸的類型由Content-Type加以標記
• 無鏈接：每次鏈接只處理一個請求，服務器處理完客戶請求，收到用戶的應答後，便斷開鏈接，這種方式能夠節省傳輸時間
• 無狀態：無狀態是指協議對於事物處理沒有記憶能力。不對請求和響應之間的通訊狀態進行保存，缺乏狀態意味着若是後續處理須要前面的信息，則它必須重傳，無狀態協議解決辦法： 一、經過、Cookie 二、經過Session會話保存

四.TCP/IP

TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol，傳輸控制協議/網際協議）是指可以在多個不一樣網絡間實現信息傳輸的協議簇。TCP/IP協議不只僅指的是TCP 和IP兩個協議，而是指一個由FTP、SMTP、TCP、UDP、IP等協議構成的協議簇， 只是由於在TCP/IP協議中TCP協議和IP協議最具表明性，因此被稱爲TCP/IP協議。

五.TCP/IP參考模型

應用層：負責處理特定的應用程序細節。簡單網絡管理SNMP協議，簡單網絡傳輸SMTP，域名解析DNS，文件下載FTP協議，遠程協助，Telnet協議，超文本傳輸HTTP等等。

傳輸層：主要爲兩臺主機上的應用提供端到端的通訊。TCP協議和UDP協議

網絡層：處理分組在網絡中的活動，好比分組的選路。IP協議等

網絡接口層：包括操做系統中的設備驅動程序、計算機中對應的網絡接口卡

六.HTTP與HTTPS的區別

概述：

HTTP協議傳輸的數據都是未加密的，也就是明文的，能夠用抓包工具直接抓下來而且可見，而HTTPS則是利用了網景公司設計的SSL（Secure Sockets Layer）協議對HTTP協議傳輸的數據進行加密，SSL 依靠證書來驗證服務器的身份，併爲瀏覽器和服務器之間的通訊加密。抓包工具抓下來的是密文，大幅增長了中間人攻擊的成本。簡單來講，HTTPS協議是由SSL+HTTP協議構建的可進行加密傳輸、身份認證的網絡協議，要比HTTP協議安全

主要區別：

• HTTP的URL由http://起始且默認使用端口80，而HTTPS的URL由https://起始且默認使用端口443
• HTTP是超文本傳輸協議，信息是明文傳輸，HTTPS則是具備安全性的 SSL 加密傳輸協議
• HTTP的鏈接很簡單，是無狀態的，HTTPS 協議是由 SSL+HTTP 協議構建的可進行加密傳輸、身份認證的網絡協議，比 http 協議安全

七.HTTP1.0與HTTP2.0的區別

HTTP 2.0 的出現，相比於 HTTP 1.x ，大幅度的提高了 web 性能

1.多路複用

多路複用容許經過單一的HTTP2.0鏈接同時發起多重的請求-響應消息，而在HTTP1.0中，瀏覽器客戶端在同一時間，針對同一域名的請求有必定數量的限制，超出限制數目的請求會被阻塞HTTP2.0 能夠很容易的去實現多流並行而不用依賴創建多個 TCP 鏈接，HTTP2.0 把 HTTP 協議通訊的基本單位縮小爲一個一個的幀，這些幀對應着邏輯流中的消息。並行地在同一個 TCP 鏈接上雙向交換消息。

2.二進制分幀

HTTP2.0在應用層（HTTP2.0）和傳輸層（TCP/UDP）之間增長一個二進制分幀層，在二進制分幀層中，HTTP2.0會將全部的信息分割爲更小的消息和幀，並採用二進制格式編碼

HTTP2.0 通訊都在一個鏈接上完成，這個鏈接能夠承載任意數量的雙向數據流。

在過去， HTTP 性能優化的關鍵並不在於高帶寬，而是低延遲。TCP 鏈接會隨着時間進行自我「調諧」，起初會限制鏈接的最大速度，若是數據成功傳輸，會隨着時間的推移提升傳輸的速度。這種調諧則被稱爲TCP 慢啓動。因爲這種緣由，讓本來就具備突發性和短時性的 HTTP 鏈接變的十分低效。HTTP/2 經過讓全部數據流共用同一個鏈接，能夠更有效地使用 TCP 鏈接，讓高帶寬也能真正的服務於HTTP 的性能提高。

3.首部壓縮

HTTP/1.1並不支持 HTTP 首部壓縮，爲此 SPDY 和 HTTP/2 應運而生， SPDY 使用的是通用DEFLATE 算法，而 HTTP/2 則使用了專門爲首部壓縮而設計的 HPACK 算法。

4.服務端推送

服務端推送是一種在客戶端請求以前發送數據的機制。在 HTTP/2 中，服務器能夠對客戶端的一個請求發送多個響應。服務端推送讓 HTTP1.x 時代使用內嵌資源的優化手段變得沒有意義；若是一個請求是由你的主頁發起的，服務器極可能會響應主頁內容、logo 以及樣式表，由於它知道客戶端會用到這些東西。這至關於在一個 HTML 文檔內集合了全部的資源，不過與之相比，服務器推送還有一個很大的優點：能夠緩存！也讓在遵循同源的狀況下，不一樣頁面之間能夠共享緩存資源成爲可能。

八.URL的組成

協議+主機名+路徑+參數

九.HTTP請求

HTTP請求報文分爲三個部分：請求行，請求頭，請求體

1.請求行

請求行包括三個方面：請求方法、請求地址、協議版本

HTTP/1.1 協議中共定義了八種方法（也叫「動做」）來以不一樣的方式操做指定的資源

方法名	功能
GET	向指定的資源發出「顯示」請求，使用 GET 方法應該只用在讀取數據上，而不該該用於產生「反作用」的操做中
POST	指定資源提交數據，請求服務器進行處理（例如提交表單或者上傳文件）。數據被包含在請求文本中。這個請求可能會建立新的資源或者修改現有資源，或二者皆有。
PUT	向指定資源位置上傳其最新內容
DELETE	請求服務器刪除 Request-URI 所標識的資源
OPTIONS	使服務器傳回該資源所支持的全部HTTP請求方法。用*來代替資源名稱，向 Web 服務器發送 OPTIONS 請求，能夠測試服務器功能是否正常運做
HEAD	與 GET 方法同樣，都是向服務器發出指定資源的請求，只不過服務器將不傳回資源的本文部分，它的好處在於，使用這個方法能夠在沒必要傳輸所有內容的狀況下，就能夠獲取其中關於該資源的信息（原信息或稱元數據）
TRACE	顯示服務器收到的請求，主要用於測試或診斷
CONNECT	HTTP/1.1 中預留給可以將鏈接改成通道方式的代理服務器。一般用於 SSL 加密服務器的連接（經由非加密的 HTTP 代理服務器）

下面介紹經常使用方法GET與POST的區別：

• GET：通常用於信息獲取，使用URL傳遞參數而且可見，傳遞參數數量有限
• POST：通常用於提交數據，參數不可見，傳遞參數數量無限制

注意：

• 安全性講，get和post都同樣，沒啥所謂的哪一個更安全

get請求參數在url地址上，直接暴露，post請求的參數放Request body部分，按F12也直接暴露了，因此沒啥安全性可言

• GET和POST有一個重大區別，簡單的說：

GET產生一個TCP數據包；POST產生兩個TCP數據包

緣由是：

對於GET方式的請求，瀏覽器會把http header和data一併發送出去，服務器響應200（返回數據）

而對於POST，瀏覽器先發送header，服務器響應100 continue，瀏覽器再發送data，服務器響應200 ok（返回數據）

什麼狀況下使用POST請求：

沒法使用緩存文件（更新服務器上的文件或數據庫），GET能請求緩存，POST不能

向服務器發送大量數據（POST 沒有數據量限制）

發送包含未知字符的用戶輸入時，POST 比 GET 更穩定也更可靠

2.請求頭

請求頭可用於傳遞一些附加信息，格式爲：鍵: 值，注意，冒號後面有一個空格：

常見的請求 Header

名稱	做用
Authorization	用於設置身份認證信息
User-Agent	用戶標識，如：OS 和瀏覽器的類型和版本
If-Modified-Since	值爲上一次服務器返回的Last-Modified值，用於肯定某個資源是否被更改過，沒有更改過就從緩存中讀取
If-None-Match	值爲上一次服務器返回的 ETag 值，通常會和If-Modified-Since
Cookie	已有的Cookie
Referer	標識請求引用自哪一個地址，好比你從頁面 A 跳轉到頁面 B 時，值爲頁面 A 的地址
Host	請求的主機和端口號

請求和響應常見通用的 Header

名稱	做用
Content-Type	請求體/響應體的類型，如：text/plain、application/json
Accept	說明接收的類型，能夠多個值，用,(英文逗號)分開
Content-length	請求體/響應體的長度，單位字節
Content-Encoding	請求體/響應體的編碼格式，如 gzip、deflate
Accept-Encoding	告知對方我方接受的 Content-Encoding
ETag	給當前資源的標識，和Last-Modified、If-None-Match、If-Modified-Since配合，用於緩存控制
Cache-Control	取值通常爲no-cache、max-age=xx，xx爲整數，表示資源緩存有效期（秒）

3.請求體

請求體（又叫請求正文）是 post 請求方式中的請求參數，以 key = value 形式進行存儲，多個請求參數之間用&鏈接，若是請求當中請求體，那麼在請求頭當中的 Content-Length 屬性記錄的就是該請求體的長度

十.HTTP響應

HTTP響應報文分爲三個部分：響應狀態行，響應頭，響應體

1.響應狀態行

狀態碼	對應的信息
1XX	提示信息—表示請求已接收，繼續處理
2XX	用於表示請求已被成功接收、理解、接收
3XX	用於表示資源（網頁等）被永久轉移到其它 URL，也就是所謂的重定向
4XX	客戶端錯誤—請求有語法錯誤或者請求沒法實現
5XX	服務器端錯誤—服務器未能實現合法的請求

常見狀態碼

2XX 成功

• 200 OK，表示從客戶端發來的請求在服務器端被正確處理
• 204 No content，表示請求成功，但響應報文不含實體的主體部分
• 206 Partial Content，進行範圍請求

3XX 重定向

• 301 moved permanently，永久性重定向，表示資源已被分配了新的 URL
• 302 found，臨時性重定向，表示資源臨時被分配了新的 URL
• 303 see other，表示資源存在着另外一個 URL，應使用 GET 方法丁香獲取資源
• 304 not modified，表示服務器容許訪問資源，但因發生請求未知足條件的狀況
• 307 temporary redirect，臨時重定向，和302含義相同

4XX 客戶端錯誤

• 400 bad request，請求報文存在語法錯誤
• 401 unauthorized，表示發送的請求須要有經過 HTTP 認證的認證信息
• 403 forbidden，表示對請求資源的訪問被服務器拒絕
• 404 not found，表示在服務器上沒有找到請求的資源

5XX 服務器錯誤

• 500 internal sever error，表示服務器端在執行請求時發生了錯誤
• 503 service unavailable，代表服務器暫時處於超負載或正在停機維護，沒法處理請求

2.響應頭

響應頭一樣可用於傳遞一些附加信息

常見的響應 Header

名稱	做用
Date	服務器的日期
Last-Modified	該資源最後被修改的時間
Transfer-Encoding	取值通常爲 chunked，出如今 Content-Length 不能肯定的狀況下，表示服務器不知道響應板體的數據大小，通常同時出現Content-Encoding響應頭
Set-Cookie	設置 Cookie
Location	重定向到另外一個 URL，如輸入瀏覽器就輸入 baidu.com 回車，會自動跳轉到[www.baidu.com] 就是經過這個響應頭控制的
Server	後臺服務器

3.響應體

響應體也就是網頁的正文內容，通常在響應頭中會用 Content-Length 來明確響應體的長度，便於瀏覽器接收，

對於大數據量的正文信息，也會使用 chunked 的編碼方式。

十一.瀏覽器輸入url按回車背後經歷了哪些

一、首先，在瀏覽器地址欄中輸入url，先解析url，檢測url地址是否合法

二、瀏覽器先查看瀏覽器緩存-系統緩存-路由器緩存，若是緩存中有，會直接在屏幕中顯示頁面內容。若沒有，則

跳到第三步操做。

瀏覽器緩存：瀏覽器會記錄DNS一段時間，所以，只是第一個地方解析DNS請求；

操做系統緩存：若是在瀏覽器緩存中不包含這個記錄，則會使系統調用操做系統，獲取操做系統的記錄(保存最近

的DNS查詢緩存)；

路由器緩存：若是上述兩個步驟均不能成功獲取DNS記錄，繼續搜索路由器緩存；

ISP緩存：若上述均失敗，繼續向ISP搜索。

三、在發送http請求前，須要域名解析(DNS解析)，解析獲取相應的IP地址。

四、瀏覽器向服務器發起tcp鏈接，與瀏覽器創建tcp三次握手。

五、握手成功後，瀏覽器向服務器發送http請求，請求數據包。

六、服務器處理收到的請求，將數據返回至瀏覽器

七、瀏覽器收到HTTP響應

八、瀏覽器解碼響應，若是響應能夠緩存，則存入緩存。

九、 瀏覽器發送請求獲取嵌入在HTML中的資源（html，css，javascript，圖片，音樂······），對於未知類型，會彈出對話框。

十、 瀏覽器發送異步請求。

十一、頁面所有渲染結束。