HTTP 协议图解
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HTTP 协议是一个非常重要的网络协议，我们平时能够使用浏览器浏览网页，其中一个非常重要的条件就是HTTP 协议。
0，什么是网络协议
互联网的目的是分享信息，网络协议是互联网的重要组成部分。
在互联网诞生之前，计算机中的信息是无法跨机器传输的。为了更方便的分享信息，诞生了互联网。
信息能够在不同的计算机之间快速传输，其基础技术就是网络。信息的传输，则涉及到信息的发送与接收，那我们就得知道如何发送信息与如何接收信息。
协议就是约定，网络协议就约定了信息在网络之间是如何传输的，即如何发送与如何接收。
协议分层
网络协议不是一个协议，而是一堆协议。
网络是分层的，分层的好处是，层与层之间分工明确，互不干预。其可分为四层网络协议或五层网络协议或七层网络协议，粗略一点可以分为四层，详细一点则可以分为五层或七层。
每一层网络都有一组协议，被称为协议簇。
1，什么是HTTP 协议
HTTP 全称为HyperText Transfer Protocol，即超文本传输协议。从字面上理解，其作用就是传输超文本。超文本即超级文本，它用超级链接的方式，将互联网中无数的文档链接在一起。
可以简单的将超文本理解为我们平时上网浏览的网页，所以可以认为HTTP 协议的作用就是传输网页。
2，HTTP 的发展历史
HTTP 协议由英国计算机科学家蒂姆·伯纳斯于1989年在欧洲发起，蒂姆·伯纳斯 作为HTTP 的发明者，对HTTP 的发展起到了至关重要的作用，他被称为互联网之父。2017年，他因发明万维网、第一个浏览器和使万维网得以扩展的基本协议和算法而获得2016年度的图灵奖。
HTTP 协议标准由W3C 和IETF 共同制定，最终发布一系列的RFC。
HTTP 协议重要的发展阶段如下：
- 1989年，由
蒂姆·伯纳斯发起 - 1991年，发布
HTTP/0.9，这是HTTP 协议的第一个版本，也是最简单的版本，只支持一个GET方法，并且只能传输简单的文本字符串。 - 1996年，发布
HTTP/1.0，其内容大大增加，可传输图像，视频，二进制格式等丰富的网页。支持GET，POST，HEAD三种方法，增加了HTTP Header头信息，状态码，内容编码等功能。 - 1997年，发布
HTTP1.1，是较为完整的版本。在之前的基础上，其主要引入了持久连接，分块传输等功能。另外，增加了OPTIONS、PUT、PATCH、DELETE、TRACE和CONNECT方法。对于客户端，引入了重要的Host头部字段，用来指定服务器的域名，使得一个请求可以发往同一台服务器上的不同网站，为虚拟主机的流行打下基础。 - 2009年，谷歌公开了其自主研发的
SPDY 协议，主要解决HTTP1.1效率不高的问题。SPDY 协议的主要特性被引入了HTTP/2中。 - 2015年，发布
HTTP/2，而不是HTTP/2.0，是因为标准委员会不打算再发布子版本，下一个新版本将直接是HTTP/3。
| 年份 | 事件 |
|---|---|
| 1989年 | 由蒂姆·伯纳斯 发起 |
| 1991年 | 发布HTTP/0.9 |
| 1996年 | 发布HTTP/1.0 |
| 1997年 | 发布HTTP/1.1 |
| 2009年 | 谷歌公布SPDY |
| 2015年 | 发布HTTP/2 |
3，HTTP 所在的网络层次
HTTP 协议建立在Tcp/Ip 协议之上，HTTP 属于应用层协议。其协议层结构如下：
4，HTTP 请求与响应
HTTP 协议是一个请求-响应式协议，一般由客户端（比如浏览器）向服务端发起，服务端处理后，再向客户端返回信息。
客户端发出的消息称为HTTP 请求（Request），服务端返回的消息称为HTTP 响应（Response）。
每种协议都有它的消息结构，有了消息结构，发送方就知道以怎样的结构发送消息，接收方就知道以怎样的结构接收消息。下面介绍HTTP 消息结构。
5，HTTP 请求消息结构
由上图可看出，HTTP 请求由四部分组成：
- 请求行：分别是
请求方法+空格+URL+空格+协议版本+\r\n - 请求头部：由多个请求头部
键值对组成，中间以冒号:隔开，每个键值对最后是\r\n - 空行：即
\r\n - 请求包体：包体部分
例子：
GET / HTTP/1.0
User-Agent: Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10_10_5)
Accept: */*
其中：
- 第1行是
请求行，GET为请求方法，/为URL，HTTP1.0为协议版本，中间以空格隔开。 - 第2行与第3行是
请求头。 - 请求头下面的
空行，这里没有显示。 - 一般
GET请求不包含请求体，所以本请求中没有请求体。
6，HTTP 请求响应结构
由上图可看出，HTTP 响应由四部分组成：
- 状态行：分别是
协议版本+空格+状态码+空格+状态码描述+\r\n - 响应头部：由多个响应头部
键值对组成，中间以冒号:隔开，每个键值对最后是\r\n - 空行：即
\r\n - 响应包体：包体部分
例子：
HTTP/1.0 200 OK
Content-Type: text/plain
Content-Length: 82
Expires: Thu, 05 Dec 1997 16:00:00 GMT
Last-Modified: Wed, 5 August 1996 15:55:28 GMT
Server: Apache 0.84
<html>
<body>Hello HTTP</body>
</html>
其中：
- 第1行为响应
状态行，HTTP/1.0为协议版本，200是响应状态码，OK是状态码描述，中间用空格隔开。 - 第2行到第6行为
响应头。 - 第7行为
空行。 - 第8行到第10行为
响应内容。
7，HTTP 请求方法
HTTP 协议支持9 种请求方法，最常用的是GET 和POST 方法。
| HTTP 方法 | 含义 |
|---|---|
GET |
获取指定页面信息 |
HEAD |
类似GET 请求，但响应中没有具体内容，只有响应Header |
POST |
向指定URL 提交信息 |
PUT |
向服务器传送数据 |
DELETE |
请求服务器删除指定内容 |
OPTIONS |
查看服务器信息 |
TRACE |
回显服务器收到的请求，主要用于测试或诊断 |
PATCH |
是对PUT 方法的补充，用来对已知资源进行局部更新 |
CONNECT |
HTTP/1.1 协议中预留给能够将连接改为管道方式的代理服务器 |
8，HTTP GET 与POST 方法
GET 方法与POST 方法是最常用的两个HTTP 方法，来看下其异同点：
- 请求内容存放位置不同：
GET 方法一般没有请求体，其请求内容放在URL 参数中，POST 方法则将请求内容放在请求体中。 POST 方法安全性更高：GET 请求一般是明文传输，不利于传输敏感数据。POST 请求内容在请求体中，更方便加密，提高安全性。POST 方法传输的数据量更大：GET 请求内容在URL 中，因此有大小限制，而POST 请求内容在请求体中，理论上没有大小限制。
9，HTTP 请求头字段
这里介绍一些常用的HTTP 请求头字段：
Host：客户端端请求的域名。
Connection：告诉服务端，处理完本请求后，是否关闭连接。
User-Agent：客户端使用的浏览器或APP 类型/版本。
Accept：客户端支持哪些类型的文档。
Accept-Encoding：客户端支持的编码类型。
Accept-Language：客户端支持的语言类型。
Referer：客户端从哪个网页过来的。
Cache-Control：指定缓存机制。
10，HTTP 响应头字段
这里介绍一些常用的HTTP 响应头字段：
Allow：表明服务器支持哪些请求方法，如GET，POST 等。
Content-Encoding：响应内容编码方法。
Content-Type：响应内容属于什么MIME 类型。
Content-Length：响应内容的长度。
Date：当前GMT 时间。
Expiress：响应内容过期时间，过期后将不再缓存内容。
Last-Modified：文档的最后改动时间。
Location：告诉客户端到哪里获取文档，一般用于重定向。
Refresh：浏览器在多少秒后刷新文档。
Server：服务器名字。
Set-Cookie：设置和页面关联的Cookie。
Date：表示消息发送时间。
11，HTTP 响应状态码
服务器在向客户端返回内容时，会带有一个HTTP Status Code（状态码），用于告诉客户端的返回状态。
HTTP 状态码分为5 种类型，由三个十进制数字组成。第一个数字（1-5）代表状态码的分类，后两位是其含义。
| 状态码类型 | 含义 |
|---|---|
1xx |
表明服务器已经收到请求 |
2xx |
表明服务器已经成功接收并处理请求 |
3xx |
表明请求的资源已重定向到其它地方 |
4xx |
表明客户端的请求有错误 |
5xx |
表明服务端出现错误 |
常见状态码：
| 常见状态码 | 状态码描述 | 含义 |
|---|---|---|
100 |
Continue |
客户端应继续其请求 |
200 |
OK |
请求成功，一般用于GET与POST请求 |
301 |
Moved Permanently |
请求的资源已被永久重定向到新地址 |
302 |
Found |
请求的资源已被临时重定向到新地址 |
304 |
Not Modified |
客户端访问的内容未修改，应从缓存中获取内容 |
400 |
Bad Request |
客户端的请求有误 |
401 |
Unauthorized |
请求要求客户端进行身份认证 |
403 |
Forbidden |
服务器拒绝客户端访问 |
404 |
Not Found |
客户端请求的资源，服务端不存在 |
405 |
Method Not Allowed |
客户端请求中的方法被禁止 |
500 |
Internal Server Error |
服务器内部错误 |
501 |
Not Implemented |
服务器不支持该请求 |
503 |
Service Unavailable |
服务器过载，暂时不可用 |
505 |
HTTP Version not supported |
客户端使用的HTTP版本，服务端不支持 |
12，用浏览器演示HTTP
下面通过一个例子实际感受以下HTTP 协议。
在浏览器（我这里用的是Chrome）中访问新浪网https://www.sina.com.cn/，通过F12键，调出浏览器开发者工具 。
- 点击
Network，可查看网络请求 - 点击
某个请求，可查看该请求信息 - 点击
Response Header，可查看响应头内容 - 点击
Request Header，可查看请求头信息 - 点击
点击Response，可查看响应内容
13，用curl 命令演示HTTP
curl 命令可以发送HTTP(S) 协议，这里有curl 命令的常用方法。
我们使用 curl -v 参数 来显示详细的HTTP 协议包信息：
14，什么是HTTP/2
HTTP/2 可看作是HTTP1.x 的增强版，其主要解决HTTP1.x 的效率等问题，其消息结构也已经发生了改变。
我们来访问https://http2.akamai.com/demo，来感受下HTTP2的速度。HTTP/1.1 耗时15 秒多，HTTP/2耗时6 秒多。
HTTP2 有如下特点：
- HTTP2 是一个彻底的
二进制协议，所有信息以二进制格式传输。 - HTTP2 支持多工(
Multiplexing)，在一个TCP 链接中可同时处理多个HTTP 请求。 - HTTP2 中的
数据流不是按照顺序发送的，是乱序的。 - HTTP2 支持
头信息压缩。 - HTTP2 支持服务端主动向客户端发送信息。
15，什么是HTTPS
HTTPS 中的S 是指Security，即是安全的意思，所以HTTPS 就是安全的HTTP。
HTTPS 在HTTP 协议的基础上加入了一层SSL/TLS，用于对HTTP 信息加密，其加密采用非对称加密算法RSA 算法。其协议层结构如下：
（完。）
文章作者 @码农加油站
上次更改 2020-05-01