HTTP（CS-Notes）

太过爱你忘了你带给我的痛 2021-11-11 13:08 223阅读 0赞

# 1 基础概念 #

## 1.1 URI ##

URI 包含 **URL** 和 **URN**。

![aHR0cHM6Ly9jcy1ub3Rlcy0xMjU2MTA5Nzk2LmNvcy5hcC1ndWFuZ3pob3UubXlxY2xvdWQuY29tLzg0NDFiMmM0LWRjYTctNGQ2Yi04ZWZiLWYyMmVmY2NhZjMzMS5wbmc][]

## 1.2 请求和响应报文 ##

### 1. 请求报文 ###

![aHR0cHM6Ly9jcy1ub3Rlcy0xMjU2MTA5Nzk2LmNvcy5hcC1ndWFuZ3pob3UubXlxY2xvdWQuY29tL0hUVFBfUmVxdWVzdE1lc3NhZ2VFeGFtcGxlLnBuZw][]

### 2. 响应报文 ###

![aHR0cHM6Ly9jcy1ub3Rlcy0xMjU2MTA5Nzk2LmNvcy5hcC1ndWFuZ3pob3UubXlxY2xvdWQuY29tL0hUVFBfUmVzcG9uc2VNZXNzYWdlRXhhbXBsZS5wbmc][]

--------------------

# 2 HTTP 方法 #

客户端发送的 **请求报文** 第一行为请求行，包含了方法字段。

## GET ##

> 获取资源

当前网络请求中，绝大部分使用的是 GET 方法。

## HEAD ##

> 获取报文首部

和 GET 方法类似，但是不返回 报文实体主体部分。

主要用于确认 URL 的有效性以及资源更新的日期时间等。

## POST ##

> 传输实体主体

POST 主要用来传输数据，而 GET 主要用来获取资源。

更多 POST 与 GET 的比较请见第九章。

## PUT ##

> 上传文件

由于**自身不带验证机制**，任何人都可以上传文件，因此存在安全性问题。**一般不使用该方法**。

PUT /new.html HTTP/1.1
    Host: example.com
    Content-type: text/html
    Content-length: 16
    
    <p>New File</p>

## PATCH ##

> 对资源进行部分修改

PUT 也可以用于修改资源，但是只能完全替代原始资源；**PATCH 允许部分修改**。

PATCH /file.txt HTTP/1.1
    Host: www.example.com
    Content-Type: application/example
    If-Match: "e0023aa4e"
    Content-Length: 100
    
    [description of changes]

## DELETE ##

> 删除文件

与 PUT 功能相反，并且同样**不带验证机制**。

DELETE /file.html HTTP/1.1

## OPTIONS ##

> 查询支持的方法

查询 指定的 URL 能够支持的方法。

会返回**`Allow: GET, POST, HEAD, OPTIONS`**这样的内容。

## CONNECT ##

> 要求在与代理服务器通信时建立隧道

使用 **SSL**（**Secure Sockets Layer**，**安全套接层**）和 **TLS**（**Transport Layer Security**，**传输层安全**）**协议** 把通信内容加密后，经网络隧道传输。

CONNECT www.example.com:443 HTTP/1.1

![aHR0cHM6Ly9jcy1ub3Rlcy0xMjU2MTA5Nzk2LmNvcy5hcC1ndWFuZ3pob3UubXlxY2xvdWQuY29tL2RjMDBmNzBlLWM1YzgtNGQyMC1iYWYxLTJkNzAwMTRhOTdlMy5qcGc][]

## TRACE ##

> 追踪路径

服务器 会将通信路径 返回给客户端。

发送请求时，在 Max-Forwards 首部字段中填入数值，每经过一个服务器就会减 1，当数值为 0 时就停止传输。

**通常不会使用 TRACE**，并且它容易受到 **XST 攻击**（**Cross-Site Tracing**，**跨站追踪**）。

--------------------

# 3 HTTP 状态码 #

服务器返回的 **响应报文** 中第一行为 状态行，包含了状态码以及原因短语，用来 告知 客户端 请求的结果。

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>状态码</th> 
   <th>类别</th> 
   <th>含义</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>1XX</td> 
   <td>Informational（信息性状态码）</td> 
   <td>接收的请求<strong>正在处理</strong></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>2XX</td> 
   <td>Success（成功状态码）</td> 
   <td>请求正常<strong>处理完毕</strong></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>3XX</td> 
   <td>Redirection（重定向状态码）</td> 
   <td><strong>需要进行附加操作</strong>以完成请求</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>4XX</td> 
   <td>Client Error（客户端错误状态码）</td> 
   <td>服务器<strong>无法处理请求</strong></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>5XX</td> 
   <td>Server Error（服务器错误状态码）</td> 
   <td>服务器<strong>处理请求出错</strong></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## 1XX 信息 ##

*  **100 Continue** ：表明到目前为止都很正常，客户端可以继续发送请求或者忽略这个响应。

## 2XX 成功 ##

*  **200 OK**
 *  **204 No Content** ：请求已经成功处理，但是 返回的响应报文不包含实体的主体部分。一般在只需要从客户端往服务器发送信息，而不需要返回数据时使用。
 *  **206 Partial Content** ：表示客户端进行了范围请求，响应报文 包含由 Content-Range 指定范围的实体内容。

## 3XX 重定向 ##

*  **301 Moved Permanently** ：永久性重定向
 *  **302 Found** ：临时性重定向
 *  **303 See Other** ：和 302 有着相同的功能，但是 **303 明确要求** **客户端**应该采用 GET 方法获取资源。
 *  注：虽然 HTTP 协议规定 301、302 状态下 重定向时**不允许**把 POST 方法 改成 GET 方法，**但是**大多数浏览器都会在 301、302 和 303 状态下的重定向把 POST 方法改成 GET 方法。
 *  **304 Not Modified** ：如果请求报文首部包含一些条件，例如：If-Match，If-Modified-Since，If-None-Match，If-Range，If-Unmodified-Since。如果不满足条件，则服务器会返回 304 状态码。
 *  **307 Temporary Redirect** ：临时重定向，与 302 的含义类似，但是 **307 要求** **浏览器**不会把重定向请求的 POST 方法改成 GET 方法。

## 4XX 客户端错误 ##

*  **400 Bad Request** ：请求报文中存在语法错误。
 *  **401 Unauthorized** ：该状态码表示 发送的请求 需要有认证信息（BASIC 认证、DIGEST 认证）。如果之前已进行过一次请求，则表示用户认证失败。
 *  **403 Forbidden** ：请求被拒绝。
 *  **404 Not Found**

## 5XX 服务器错误 ##

*  **500 Internal Server Error** ：服务器正在执行请求时 发生错误。
 *  **503 Service Unavailable** ：服务器暂时处于超负载 或 正在进行停机维护，现在无法处理请求。

--------------------

# HTTP 首部 #

有 4 种类型的首部字段：通用首部字段、请求首部字段、响应首部字段和实体首部字段。

各种首部字段及其含义如下（不需要全记，仅供查阅）：

## 通用首部字段 ##

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>首部字段名</th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>Cache-Control</td> 
   <td>控制缓存的行为</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Connection</td> 
   <td>控制不再转发给代理的首部字段、管理持久连接</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Date</td> 
   <td>创建报文的日期时间</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Pragma</td> 
   <td>报文指令</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Trailer</td> 
   <td>报文末端的首部一览</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Transfer-Encoding</td> 
   <td>指定报文主体的传输编码方式</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Upgrade</td> 
   <td>升级为其他协议</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Via</td> 
   <td>代理服务器的相关信息</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Warning</td> 
   <td>错误通知</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## 请求首部字段 ##

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>首部字段名</th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>Accept</td> 
   <td>用户代理可处理的媒体类型</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Accept-Charset</td> 
   <td>优先的字符集</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Accept-Encoding</td> 
   <td>优先的内容编码</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Accept-Language</td> 
   <td>优先的语言（自然语言）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Authorization</td> 
   <td>Web 认证信息</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Expect</td> 
   <td>期待服务器的特定行为</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>From</td> 
   <td>用户的电子邮箱地址</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Host</td> 
   <td>请求资源所在服务器</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>If-Match</td> 
   <td>比较实体标记（ETag）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>If-Modified-Since</td> 
   <td>比较资源的更新时间</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>If-None-Match</td> 
   <td>比较实体标记（与 If-Match 相反）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>If-Range</td> 
   <td>资源未更新时发送实体 Byte 的范围请求</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>If-Unmodified-Since</td> 
   <td>比较资源的更新时间（与 If-Modified-Since 相反）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Max-Forwards</td> 
   <td>最大传输逐跳数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Proxy-Authorization</td> 
   <td>代理服务器要求客户端的认证信息</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Range</td> 
   <td>实体的字节范围请求</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Referer</td> 
   <td>对请求中 URI 的原始获取方</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>TE</td> 
   <td>传输编码的优先级</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>User-Agent</td> 
   <td>HTTP 客户端程序的信息</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## 响应首部字段 ##

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>首部字段名</th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>Accept-Ranges</td> 
   <td>是否接受字节范围请求</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Age</td> 
   <td>推算资源创建经过时间</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ETag</td> 
   <td>资源的匹配信息</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Location</td> 
   <td>令客户端重定向至指定 URI</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Proxy-Authenticate</td> 
   <td>代理服务器对客户端的认证信息</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Retry-After</td> 
   <td>对再次发起请求的时机要求</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Server</td> 
   <td>HTTP 服务器的安装信息</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Vary</td> 
   <td>代理服务器缓存的管理信息</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>WWW-Authenticate</td> 
   <td>服务器对客户端的认证信息</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## 实体首部字段 ##

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>首部字段名</th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>Allow</td> 
   <td>资源可支持的 HTTP 方法</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Content-Encoding</td> 
   <td>实体主体适用的编码方式</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Content-Language</td> 
   <td>实体主体的自然语言</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Content-Length</td> 
   <td>实体主体的大小</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Content-Location</td> 
   <td>替代对应资源的 URI</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Content-MD5</td> 
   <td>实体主体的报文摘要</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Content-Range</td> 
   <td>实体主体的位置范围</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Content-Type</td> 
   <td>实体主体的媒体类型</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Expires</td> 
   <td>实体主体过期的日期时间</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Last-Modified</td> 
   <td>资源的最后修改日期时间</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

--------------------

# 5 具体应用 #

## 5.1 连接管理 ##

![aHR0cHM6Ly9jcy1ub3Rlcy0xMjU2MTA5Nzk2LmNvcy5hcC1ndWFuZ3pob3UubXlxY2xvdWQuY29tL0hUVFAxX3hfQ29ubmVjdGlvbnMucG5n][]

### 1. 短连接与长连接 ###

当浏览器访问一个包含多张图片的 HTML 页面时，除了请求访问的 HTML 页面资源，还会请求图片资源。如果每进行一次 HTTP 通信就要 新建一个 TCP 连接，那么开销会很大。

**长连接****只需要建立一次 TCP 连接，**就能进行**多次 HTTP 通信**。

*  从 HTTP/1.1 开始 **默认是长连接**的，如果要断开连接，需要由客户端 或者 服务器端提出断开，使用**`Connection : close`**；
 *  在 HTTP/1.1 之前默认是短连接的，如果需要使用长连接，则使用**`Connection : Keep-Alive`**。

### 2. 流水线 ###

**默认情况下**，HTTP 请求是按顺序发出的，**下一个请求** **只有在当前请求 收到响应之后** **才会被发出**。由于受到网络延迟和带宽的限制，在下一个请求 被发送到服务器之前，可能需要等待很长时间(因为要等待当前请求的响应报文发回来，下一个请求才能发送。报文在网络中一来一回要花好久的时间)。

**流水线**是 在**同一条长连接**上 连续发出请求，而**不用等待 响应返回**，这样可以减少延迟。

--------------------

## 5.2 Cookie ##

HTTP 协议是**无状态**的，主要是为了让 HTTP 协议尽可能简单，使得它能够处理大量事务。**HTTP/1.1** 引入 **Cookie** 来保存状态信息。

**Cookie** 是**服务器** 发送到 **用户浏览器**，并**保存在本地的**一小块数据。它会在 **浏览器**之后 向**同一服务器**再次发起请求时 **被携带上**，用于告知服务端 两个请求 是否来自**同一浏览器**。由于之后**每次请求 都会需要携带 Cookie 数据**，因此会带来额外的性能开销（尤其是在移动环境下）。

Cookie 曾一度用于客户端数据的存储，因为当时并没有其它合适的存储办法而作为唯一的存储手段，但现在随着现代浏览器开始支持各种各样的存储方式，Cookie 渐渐被淘汰。新的浏览器 API 已经允许开发者直接将数据 存储到本地，如使用 **Web storage API**（本地存储和会话存储）或 IndexedDB。

### 1. 用途 ###

*  会话状态管理（如用户登录状态、购物车、游戏分数 或其它需要记录的信息）
 *  个性化设置（如用户自定义设置、主题等）
 *  浏览器行为跟踪（如跟踪分析用户行为等）

### 2. 创建过程 ###

**服务器发送的响应报文 包含 Set-Cookie 首部字段**。**客户端** 得到响应报文后，把 Cookie 内容保存到浏览器中。

>     HTTP/1.0 200 OK
>     Content-type: text/html
>     Set-Cookie: yummy_cookie=choco
>     Set-Cookie: tasty_cookie=strawberry
>     
>     [page content]

**客户端** 之后对**同一个服务器**发送请求时，会**从浏览器中**取出 Cookie 信息 ，并通过 Cookie 请求首部字段 发送给**服务器**。

>     GET /sample_page.html HTTP/1.1
>     Host: www.example.org
>     Cookie: yummy_cookie=choco; tasty_cookie=strawberry

### 3. 分类 ###

*  **会话期 Cookie**：浏览器关闭之后它会被自动删除，也就是说它**仅在会话期内有效**。
 *  **持久性 Cookie**：指定 过期时间（Expires）或有效期（max-age）之后，就成为了持久性的 Cookie。

>     Set-Cookie: id=a3fWa; Expires=Wed, 21 Oct 2015 07:28:00 GMT;

### 4. 作用域 ###

**Domain 标识**指定了 哪些主机可以接受 Cookie。如果不指定，默认为当前文档的主机（不包含子域名）。如果指定了 Domain，则一般包含子域名。例如，如果设置 Domain=mozilla.org，**则** Cookie **也包含在 子域名 中**（如 developer.mozilla.org）。

**Path 标识** 指定了 主机下的哪些路径 可以接受 Cookie（该 URL 路径 必须存在于 请求 URL 中）。以字符 %x2F ("/") 作为路径分隔符，子路径也会被匹配。例如，设置 Path=/docs，则以下地址都会匹配：

*  /docs
 *  /docs/Web/
 *  /docs/Web/HTTP

### 5. JavaScript ###

浏览器通过 **`document.cookie` 属性**可创建新的 Cookie，也可通过该属性访问 非 HttpOnly 标记的 Cookie。

document.cookie = "yummy_cookie=choco";
    document.cookie = "tasty_cookie=strawberry";
    console.log(document.cookie);

### 6. HttpOnly ###

**标记为 HttpOnly 的 Cookie** 不能被 JavaScript 脚本调用。**跨站脚本攻击 (XSS)** 常常使用 JavaScript 的 `document.cookie` API 窃取用户的 Cookie 信息。因此**使用 HttpOnly 标记，**可以在一定程度上避免 XSS 攻击。

### 7. Secure ###

**标记为 Secure 的 Cookie** 只能通过 被**HTTPS 协议**加密过的请求 发送给服务端。但即便设置了 Secure 标记，敏感信息也不应该通过 Cookie 传输，因为 Cookie 有其固有的不安全性，Secure 标记也无法提供确实的安全保障。

### 8. Session ###

除了可以将用户信息 通过 **Cookie** 存储在用户浏览器中，也可以利用 **Session** 存储在服务器端，存储在服务器端的信息更加安全。

Session 可以存储在服务器上的文件、数据库或者内存中。也可以将 **Session** 存储在 Redis 这种内存型数据库中，效率会更高。

使用 Session 维护 用户登录状态的过程如下：

*  用户进行登录时，用户提交包含用户名和密码的表单，放入 HTTP 请求报文中；
 *  服务器验证该用户名和密码，如果正确则把**用户信息** 存储到 Redis 中，它在 Redis 中的 **Key** 称为 **Session ID**；
 *  服务器返回的响应报文的 **Set-Cookie 首部字段**包含了这个 Session ID。客户端收到响应报文之后，将该 Cookie 值 存入浏览器中；
 *  客户端之后对同一个服务器进行请求时会包含该 Cookie 值，服务器收到之后提取出 Session ID，**从 Redis 中取出用户信息**，继续之前的业务操作。

应该注意 Session ID 的安全性问题，不能让它被恶意攻击者轻易获取，那么就不能产生一个容易被猜到的 Session ID 值。此外，还需要经常重新生成 Session ID。在对安全性要求极高的场景下，例如转账等操作，除了使用 Session 管理用户状态之外，还需要对用户进行重新验证，比如重新输入密码，或者使用短信验证码等方式。

### 9. 浏览器禁用 Cookie ###

此时无法使用 Cookie 来保存用户信息，只能使用 Session。除此之外，不能再将 Session ID 存放到 Cookie 中，而是使用 URL 重写技术，将 Session ID 作为 URL 的参数进行传递。

### 10. Cookie 与 Session 选择 ###

*  Cookie 只能存储 ASCII 码字符串，而 Session 则可以存储任何类型的数据，因此在考虑数据复杂性时首选 Session；
 *  Cookie 存储在浏览器中，容易被恶意查看。如果非要将一些隐私数据存在 Cookie 中，可以将 Cookie 值进行加密，然后在服务器进行解密；
 *  对于大型网站，如果用户所有的信息都存储在 Session 中，那么开销是非常大的，因此不建议将所有的用户信息 都存储到 Session 中。

--------------------

## 5.3 缓存 ##

### 1. 优点 ###

*  缓解服务器压力；
 *  降低 客户端 获取资源的延迟：缓存通常位于内存中，读取缓存的速度更快。并且缓存服务器在地理位置上也有可能比源服务器来得近，例如浏览器缓存。

### 2. 实现方法 ###

*  让代理服务器进行缓存；
 *  让客户端浏览器进行缓存。

### 3. Cache-Control ###

**HTTP/1.1** 通过 **Cache-Control 首部字段**来控制缓存。

**3.1 禁止进行缓存**

**no-store 指令**规定：不能对请求或响应的任何一部分进行缓存。

>     Cache-Control: no-store

**3.2 强制确认缓存**

**no-cache 指令**规定：缓存服务器 需要 先向 源服务器 验证 缓存资源的有效性，只有当缓存资源有效时 缓存服务器才能使用该缓存对客户端的请求进行响应。

>     Cache-Control: no-cache

**3.3 私有缓存和公共缓存**

**private 指令**规定了将资源作为私有缓存，只能被单独用户使用，一般存储在用户浏览器中。

>     Cache-Control: private

**public 指令**规定了将资源作为公共缓存，可以被多个用户使用，一般存储在代理服务器中。

>     Cache-Control: public

**3.4 缓存过期机制**

**max-age 指令** 出现在**请求报文**，并且缓存资源的缓存时间小于该指令指定的时间，那么就能接受该缓存。

**max-age 指令** 出现在**响应报文**，表示 缓存资源 在缓存服务器中保存的时间。

>     Cache-Control: max-age=31536000

**Expires 首部字段** 也可以用于告知缓存服务器 **该资源**什么时候会过期。

>     Expires: Wed, 04 Jul 2012 08:26:05 GMT

*  在 **HTTP/1.1** 中，会**优先处理 max-age 指令**；
 *  在 HTTP/1.0 中，max-age 指令 **会被忽略掉**。

### 4. 缓存验证 ###

需要先了解 **ETag 首部字段**的含义，它是**资源的唯一标识**。

**URL 不能唯一表示资源**，例如 `http://www.google.com/` 有中文和英文两个资源，只有 ETag 才能对这两个资源进行唯一标识。

>     ETag: "82e22293907ce725faf67773957acd12"

可以将缓存资源的 ETag 值放入 **If-None-Match 首部**。**服务器**收到该请求后，**判断**缓存资源的 ETag 值 **和** 资源的最新 ETag 值**是否一致**。如果一致 则表示缓存资源有效，返回 **304 Not Modified**。

>     If-None-Match: "82e22293907ce725faf67773957acd12"

**Last-Modified 首部字段** 也可以用于缓存验证，它包含在源服务器发送的响应报文中，指示 源服务器对资源的**最后修改时间**。但是它是一种**弱校验器**，因为**只能精确到一秒**，所以它通常作为 ETag 的备用方案。如果响应首部字段里含有这个信息，**客户端**可以**在后续的请求中带上 If-Modified-Since** 来验证缓存。服务器只在所请求的资源 在给定的日期时间之后 对内容进行过修改的情况下，才会将资源返回，状态码为 **200 OK**。如果请求的资源从那时起 未经修改，那么返回一个不带有实体主体的 304 Not Modified 响应报文。

>     Last-Modified: Wed, 21 Oct 2015 07:28:00 GMT

>     If-Modified-Since: Wed, 21 Oct 2015 07:28:00 GMT

--------------------

## 5.4 内容协商 ##

通过内容协商，返回最合适的内容。例如根据浏览器的默认语言选择，返回中文界面还是英文界面。

### 1. 类型 ###

**1.1 服务端驱动型**

**客户端**设置特定的 HTTP 首部字段，例如 Accept、Accept-Charset、Accept-Encoding、Accept-Language。**服务器**根据这些字段，返回特定的资源。

它存在以下问题：

*  **服务器**很难知道客户端浏览器的全部信息；
 *  客户端提供的信息相当冗长（HTTP/2 协议的首部压缩机制缓解了这个问题），并且存在隐私风险（HTTP 指纹识别技术）；
 *  给定的资源 需要返回 不同的展现形式，共享缓存的效率会降低，而服务器端的实现 会越来越复杂。

**1.2 代理驱动型**

服务器返回 **300 Multiple Choices** 或者 **406 Not Acceptable**，客户端从中选出最合适的那个资源。

### 2. Vary ###

>     Vary: Accept-Language

在使用内容协商的情况下，只有当缓存服务器中的缓存满足内容协商条件时，才能使用该缓存，否则应该向源服务器 请求该资源。

例如，一个**客户端**发送了一个包含 Accept-Language 首部字段的请求之后，源服务器返回的响应包含 `Vary: Accept-Language` 内容，**缓存服务器**对这个响应进行缓存之后，在**客户端**下一次访问同一个 URL 资源，并且 Accept-Language 与缓存中的对应的值相同时，才会返回该缓存。

--------------------

## 5.5 内容编码 ##

内容编码 将实体主体进行压缩，从而减少传输的数据量。

常用的内容编码有：**gzip**、**compress**、**deflate**、**identity**。

**浏览器**发送 Accept-Encoding 首部，其中包含有它所支持的压缩算法，以及各自的优先级。**服务器**则从中选择一种，使用该算法对响应的消息主体进行压缩；并且服务器发送 **Content-Encoding 首部**来告知浏览器，它选择了哪一种算法。由于该内容协商过程是基于编码类型来选择资源的展现形式的，响应报文的 Vary 首部字段**至少要包含 Content-Encoding**。

--------------------

## 5.6 范围请求 ##

如果网络出现中断，**服务器**只发送了一部分数据，范围请求可以使得 **客户端** **只请求** 服务器未发送的那部分数据，从而避免**服务器**重新发送所有数据。

### 1. Range ###

在请求报文中添加 Range 首部字段指定请求的范围。

>     GET /z4d4kWk.jpg HTTP/1.1
>     Host: i.imgur.com
>     Range: bytes=0-1023

请求成功的话，服务器返回的响应包含 **206 Partial Content 状态码**。

>     HTTP/1.1 206 Partial Content
>     Content-Range: bytes 0-1023/146515
>     Content-Length: 1024
>     ...
>     (binary content)

### 2. Accept-Ranges ###

响应首部字段 Accept-Ranges 用于告知客户端：是否能处理范围请求，可以处理使用 bytes，否则使用 none。

>     Accept-Ranges: bytes

### 3. 响应状态码 ###

*  在请求成功的情况下，**服务器**会返回 **206 Partial Content** 状态码。
 *  在请求的范围越界的情况下，**服务器**会返回 **416 Requested Range Not Satisfiable** 状态码。
 *  在不支持范围请求的情况下，**服务器**会返回 **200 OK** 状态码。

--------------------

## 5.7 分块传输编码 ##

Chunked Transfer Encoding，可以把数据分割成多块，**让浏览器 逐步显示页面**。

--------------------

### 5.8 多部分对象集合 ###

一份报文主体内可含有多种类型的实体 同时发送。每个部分之间 用 **boundary 字段**定义的分隔符 进行分隔。每个部分 都可以有首部字段。

例如，**上传 多个表单时，**可以使用如下方式：

>     Content-Type: multipart/form-data; boundary=AaB03x
>     
>     --AaB03x
>     Content-Disposition: form-data; name="submit-name"
>     
>     Larry
>     --AaB03x
>     Content-Disposition: form-data; name="files"; filename="file1.txt"
>     Content-Type: text/plain
>     
>     ... contents of file1.txt ...
>     --AaB03x--

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## 5.9 虚拟主机 ##

**HTTP/1.1** 使用虚拟主机技术，使得**一台服务器 拥有 多个域名**，并且在逻辑上可以看成多个服务器。

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## 5.10 通信数据转发 ##

### 1. 代理 ###

**代理服务器** 接受 客户端的请求，并且转发给其它服务器。

> **使用代理的主要目的是：**
> 
>  *  **缓存**
>  *  **负载均衡**
>  *  **网络访问控制**
>  *  **访问日志记录**

代理服务器分为正向代理和反向代理两种：

*  用户察觉得到正向代理的存在。

![aHR0cHM6Ly9jcy1ub3Rlcy0xMjU2MTA5Nzk2LmNvcy5hcC1ndWFuZ3pob3UubXlxY2xvdWQuY29tL2EzMTRiYjc5LTViMTgtNGU2My1hOTc2LTM0NDhiZmZhNmYxYi5wbmc][]

*  而反向代理一般位于内部网络中，用户察觉不到。

![aHR0cHM6Ly9jcy1ub3Rlcy0xMjU2MTA5Nzk2LmNvcy5hcC1ndWFuZ3pob3UubXlxY2xvdWQuY29tLzJkMDlhODQ3LWI4NTQtNDM5Yy05MTk4LWIyOWM2NTgxMDk0NC5wbmc][]

### 2. 网关 ###

与代理服务器不同的是，**网关服务器** 会将 **HTTP** 转化为**其它协议**进行通信，从而请求 **其它 非 HTTP 服务器的服务**。

### 3. 隧道 ###

使用 **SSL** 等加密手段，在客户端和服务器之间建立一条安全的通信线路。

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# 6 HTTPS #

> **HTTP** 有以下安全性问题：
> 
>  *  使用明文进行通信，内容可能会被窃听；
>  *  不验证通信方的身份，通信方的身份有可能遭遇伪装；
>  *  无法证明报文的完整性，报文有可能遭篡改。

**HTTPS 并不是新协议**，而是让 **HTTP** 先和 **SSL**（**Secure Sockets Layer**）通信，再由 **SSL** 和 **TCP** 通信，也就是说 **HTTPS 使用了隧道**进行通信。

> 通过使用 **SSL**，**HTTPS**具有了**加密**（防窃听）、**认证**（防伪装）和**完整性保护**（防篡改）。

![aHR0cHM6Ly9jcy1ub3Rlcy0xMjU2MTA5Nzk2LmNvcy5hcC1ndWFuZ3pob3UubXlxY2xvdWQuY29tL3NzbC1vZmZsb2FkaW5nLmpwZw][]

## 6.1 加密 ##

### 1. 对称密钥加密 ###

对称密钥加密（**Symmetric-Key Encryption**），加密和解密**使用同一密钥**。

*  优点：运算速度快；
 *  缺点：无法安全地 将密钥传输给通信方。

![aHR0cHM6Ly9jcy1ub3Rlcy0xMjU2MTA5Nzk2LmNvcy5hcC1ndWFuZ3pob3UubXlxY2xvdWQuY29tLzdmZmZhNGI4LWIzNmQtNDcxZi1hZDBjLWE4OGVlNzYzYmI3Ni5wbmc][]

### 2.非对称密钥加密 ###

非对称密钥加密，又称**公开密钥加密**（**Public-Key Encryption**），加密和解密**使用不同的密钥**。

公开密钥所有人都可以获得，**通信发送方**获得接收方的公开密钥之后，就可以使用公开密钥进行加密，接收方收到通信内容后使用私有密钥解密。

> **收信人** 告诉所有发信人。我要的信，应该被什么算法加密。（相当于每个发给**收件人**的信件，都用接收方提供的锁锁起来。发信者们，只有同样的锁，没有钥匙。即使报文被第三方截获了，但第三方没有钥匙，也开不了锁）。
> 
> **收信人** 收到 被算法加密信件时，会使用自己的私钥来从 被公钥加密的信件中解读内容。（**收信人** 拿只有自己知道的钥匙解锁）。

非对称密钥除了用来加密，还可以用来进行签名。因为私有密钥无法被其他人获取，因此**通信发送方**使用其私有密钥进行签名，**通信接收方**使用发送方的公开密钥对签名进行解密，就能判断这个签名是否正确。

*  优点：可以更安全地将公开密钥传输给通信发送方；
 *  缺点：运算速度慢。

![aHR0cHM6Ly9jcy1ub3Rlcy0xMjU2MTA5Nzk2LmNvcy5hcC1ndWFuZ3pob3UubXlxY2xvdWQuY29tLzM5Y2NiMjk5LWVlOTktNGRkMS1iOGI0LTJmOWVjOTQ5NWNiNC5wbmc][]

### 3. HTTPS 采用的加密方式 ###

HTTPS 采用**混合的加密机制**，将非对称密钥加密 用于传输 对称密钥，来保证传输过程的安全性。之后使用对称密钥加密进行通信来保证通信过程的效率。（下图中的 **Session Key** 就是**对称密钥**）

> 使用 非对称密钥加密 ，来保证 对称密钥传输过程的安全性。
> 
> 使用对称密钥加密进行通信，来保证 通信过程的效率。

![aHR0cHM6Ly9jcy1ub3Rlcy0xMjU2MTA5Nzk2LmNvcy5hcC1ndWFuZ3pob3UubXlxY2xvdWQuY29tL0hvdy1IVFRQUy1Xb3Jrcy5wbmc][]

## 6.2 认证 ##

通过使用 **证书** ，来对通信方进行认证。

**数字证书认证机构**（CA，**Certificate Authority**）是客户端与服务器双方都可信赖的第三方机构。

服务器的运营人员 向 CA 提出 公开密钥的申请。CA 在判明 提出申请者的身份之后，会**对 已申请的公开密钥 做数字签名**，然后分配这个已签名的公开密钥；并将该公开密钥 放入公开密钥证书后，将密钥和证书绑定在一起。

进行 **HTTPS 通信**时，**服务器**会把**证书** 发送给**客户端**。客户端取得证书中的公开密钥之后，先使用**数字签名**进行验证，如果验证通过，就可以开始通信了。

![aHR0cHM6Ly9jcy1ub3Rlcy0xMjU2MTA5Nzk2LmNvcy5hcC1ndWFuZ3pob3UubXlxY2xvdWQuY29tLzIwMTctMDYtMTEtY2EucG5n][]

## 6.3 完整性保护 ##

**SSL** 提供报文摘要功能，来进行完整性保护。

**HTTP** 也提供了 MD5 报文摘要功能，但不是安全的。例如报文内容被篡改之后，同时重新计算 MD5 的值，**通信接收方**是无法意识到发生了篡改。

HTTPS 的报文摘要功能之所以安全，是因为它结合了**加密**和**认证**这两个操作。试想一下，加密之后的报文，遭到篡改之后，也很难重新计算报文摘要，因为无法轻易获取明文。

## 6.4 HTTPS 的缺点 ##

*  因为需要进行加密解密等过程，因此**速度会更慢**；
 *  需要支付**证书授权的高额费用**。

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# 7 HTTP/2.0 #

## 7.1 HTTP/1.x 缺陷 ##

HTTP/1.x 实现简单是**以牺牲性能为代价**的：

*  **客户端**需要使用多个连接，才能实现并发和缩短延迟；
 *  不会压缩请求和响应首部，从而导致不必要的网络流量；
 *  不支持有效的资源优先级，致使底层 TCP 连接的利用率低下。

## 7.2 二进制分帧层 ##

**HTTP/2.0** 将**报文**分成 **HEADERS 帧**和 **DATA 帧**，它们都是**二进制格式**的。

![aHR0cHM6Ly9jcy1ub3Rlcy0xMjU2MTA5Nzk2LmNvcy5hcC1ndWFuZ3pob3UubXlxY2xvdWQuY29tLzg2ZTZhOTFkLWEyODUtNDQ3YS05MzQ1LWM1NDg0YjhkMGM0Ny5wbmc][]

**在通信过程中，只会有一个 TCP 连接存在**，它承载了**任意数量的双向数据流（Stream）**。

*  一个**数据流（Stream）**都有一个唯一标识符和可选的优先级信息，用于承载双向信息。
 *  **消息（Message）**是 与逻辑请求或响应对应的 **完整的一系列帧**。
 *  **帧（Frame）**是最小的通信单位，来自不同数据流的帧**可以交错发送**，**然后再根据**每个帧头的数据流标识符**重新组装**。

![aHR0cHM6Ly9jcy1ub3Rlcy0xMjU2MTA5Nzk2LmNvcy5hcC1ndWFuZ3pob3UubXlxY2xvdWQuY29tL2FmMTk4ZGExLTI0ODAtNDA0My1iMDdmLWEzYjkxYTg4YjgxNS5wbmc][]

## 7.3 服务端推送 ##

**HTTP/2.0** 在客户端请求一个资源时，**服务器**会把**相关的资源**一起发送给客户端，**客户端**就不需要再次发起请求了。例如客户端请求 **page.html** 页面，服务端就把 **script.js** 和 **style.css** 等与之相关的资源 一起发给客户端。

![aHR0cHM6Ly9jcy1ub3Rlcy0xMjU2MTA5Nzk2LmNvcy5hcC1ndWFuZ3pob3UubXlxY2xvdWQuY29tL2UzZjE2NTdjLTgwZmMtNGRmYS05NjQzLWJmNTFhYmQyMDFjNi5wbmc][]

## 7.4 首部压缩 ##

**HTTP/1.1 的首部** 带有大量信息，而且每次都要重复发送。

**HTTP/2.0** 要求客户端和服务器 **同时维护和更新一个包含之前见过的首部字段表**，从而避免了重复传输。

不仅如此，HTTP/2.0 也使用 **Huffman 编码，**对首部字段进行压缩。

![aHR0cHM6Ly9jcy1ub3Rlcy0xMjU2MTA5Nzk2LmNvcy5hcC1ndWFuZ3pob3UubXlxY2xvdWQuY29tL191NEUwQl91OEY3RC5wbmc][]

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# 8 HTTP/1.1 新特性 #

详细内容请见上文

*  默认是**长连接**
 *  支持**流水线**
 *  支持**同时打开多个 TCP 连接**
 *  支持**虚拟主机**
 *  新增**状态码 100**
 *  支持**分块传输编码**
 *  新增**缓存处理指令 max-age**

# 9 GET 和 POST 比较 #

## 9.1 作用 ##

GET 用于获取资源，而 POST 用于传输实体主体。

## 9.2 参数 ##

GET 和 POST 的请求都能使用额外的参数，但是 **GET 的参数**是以查询字符串出现在 URL 中，而 **POST 的参数**存储在实体主体中。不能因为 POST 参数存储在实体主体中就认为它的安全性更高，因为照样可以通过一些抓包工具（Fiddler）查看。

因为 **URL 只支持 ASCII 码**，因此 **GET 的参数中**如果存在中文等字符 就需要先进行编码。例如 **`中文`**会转换为 **`%E4%B8%AD%E6%96%87`**，而**空格**会转换为**`%20`**。

POST 参数支持标准字符集。

GET /test/demo_form.asp?name1=value1&name2=value2 HTTP/1.1

POST /test/demo_form.asp HTTP/1.1
    Host: w3schools.com
    name1=value1&name2=value2

## 9.3 安全 ##

**安全的 HTTP 方法** 不会改变服务器状态，也就是说它只是可读的。

GET 方法是安全的，而 POST 却不是，因为 POST 的目的是传送实体主体内容，这个内容可能是用户上传的表单数据，上传成功之后，服务器可能把这个数据存储到数据库中，因此状态也就发生了改变。

**安全的方法**除了 **GET** 之外还有：**HEAD**、**OPTIONS**。

**不安全的方法**除了 **POST** 之外还有 **PUT**、**DELETE**。

## 9.4 幂等性 ##

幂等的 HTTP 方法，**同样的请求**被执行一次与连续执行多次的效果是一样的，服务器的状态也是一样的。换句话说就是，幂等方法不应该具有副作用（统计用途除外）。

所有的安全方法也都是幂等的。

在正确实现的条件下，**GET**，**HEAD**，**PUT** 和 **DELETE** 等方法都是**幂等的**，而 POST 方法不是。

**GET** /pageX **HTTP/1.1** 是幂等的，**连续调用多次，客户端接收到的结果都是一样的**：

GET /pageX HTTP/1.1
    GET /pageX HTTP/1.1
    GET /pageX HTTP/1.1
    GET /pageX HTTP/1.1

**POST** /add\_row **HTTP/1.1** 不是幂等的，**如果调用多次，就会增加多行记录**：

POST /add_row HTTP/1.1   -> Adds a 1nd row
    POST /add_row HTTP/1.1   -> Adds a 2nd row
    POST /add_row HTTP/1.1   -> Adds a 3rd row

**DELETE** /idX/delete **HTTP/1.1** 是幂等的，即使不同的请求接收到的状态码不一样：

DELETE /idX/delete HTTP/1.1   -> Returns 200 if idX exists
    DELETE /idX/delete HTTP/1.1   -> Returns 404 as it just got deleted
    DELETE /idX/delete HTTP/1.1   -> Returns 404

## 9.5 可缓存 ##

如果要 **对响应 进行缓存**，需要满足以下条件：

*  请求报文的 HTTP 方法本身 是可缓存的，包括 **GET** 和 **HEAD**，但是 **PUT** 和 **DELETE 不可缓存**，**POST** 在多数情况下**不可缓存的**。
 *  响应报文的状态码是可缓存的，包括：200, 203, 204, 206, 300, 301, 404, 405, 410, 414, and 501。
 *  响应报文的 Cache-Control 首部字段 没有指定 不进行缓存。

## XMLHttpRequest ##

为了阐述 POST 和 GET 的另一个区别，需要先了解 XMLHttpRequest：

> **XMLHttpRequest** 是一个 API，它为客户端提供了在客户端和服务器之间传输数据的功能。它提供了一个**通过 URL 来获取数据**的简单方式，**并且不会使整个页面刷新**。这使得网页只更新一部分页面，而不会打扰到用户。XMLHttpRequest 在 **AJAX** 中被大量使用。

*  在使用 XMLHttpRequest 的 **POST 方法**时，**浏览器**会**先发送 Header 再发送 Data**。但并不是所有浏览器会这么做，例如火狐就不会。
 *  而 **GET 方法 Header 和 Data 会一起发送。**

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# 参考资料 #

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 *  [MDN : HTTP][MDN _ HTTP]
 *  [HTTP/2 简介][HTTP_2]
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 *  [Are http:// and www really necessary?][Are http_ and www really necessary]
 *  [HTTP (HyperText Transfer Protocol)][HTTP _HyperText Transfer Protocol]
 *  [Web-VPN: Secure Proxies with SPDY & Chrome][Web-VPN_ Secure Proxies with SPDY _ Chrome]
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 *  [What Is This HTTPS/SSL Thing And Why Should You Care?][What Is This HTTPS_SSL Thing And Why Should You Care]
 *  [What is SSL Offloading?][What is SSL Offloading]
 *  [Sun Directory Server Enterprise Edition 7.0 Reference - Key Encryption][]
 *  [An Introduction to Mutual SSL Authentication][]
 *  [The Difference Between URLs and URIs][]
 *  [Cookie 与 Session 的区别][Cookie _ Session]
 *  [COOKIE 和 SESSION 有什么区别][COOKIE _ SESSION]
 *  [Cookie/Session 的机制与安全][Cookie_Session]
 *  [HTTPS 证书原理][HTTPS]
 *  [What is the difference between a URI, a URL and a URN?][What is the difference between a URI_ a URL and a URN]
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 *  [XMLHttpRequest (XHR) Uses Multiple Packets for HTTP POST?][XMLHttpRequest _XHR_ Uses Multiple Packets for HTTP POST]
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 *  [Web 性能优化与 HTTP/2][Web _ HTTP_2]
 *  [HTTP/2 简介][HTTP_2]

[aHR0cHM6Ly9jcy1ub3Rlcy0xMjU2MTA5Nzk2LmNvcy5hcC1ndWFuZ3pob3UubXlxY2xvdWQuY29tLzg0NDFiMmM0LWRjYTctNGQ2Yi04ZWZiLWYyMmVmY2NhZjMzMS5wbmc]: /images/20211109/a0bf55863046438883410fcc0f010103.png
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HTTP（CS-Notes）

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