HTTP协议

HTTP（HyperText Transfer Protocol） 超文本传输协议

是 浏览器 和 服务器 之间的传输数据规则，用来收发网页、图片、数据等

基于 TCP 传输，默认端口： 80

HTTP 请求报文 和 响应报文 以及 常见的字段

请求报文：

<方法> <请求URL> <版本>
<首部1>: <值1>
<首部2>: <值2>
...
<空行>
[请求体]

请求报文主要由四个部分组成：

• 请求行 ： 包含了 方法 （比如GET、POST）、资源路径 、HTTP版本（如 HTTP/1.1）
• 请求头 ：一堆键值对，用来传递额外信息
  常见字段有：Host 指定服务器域名；Accept 告诉服务器客户端能接收什么类型的数据、Content-Type 如果是POST数据的话，指明发送的数据格式；Cookie 携带会话信息等等。
• 空行分隔请求头和请求体，代表首部结束
• 请求体主要是 POST 或 PUT 请求时 携带给服务器的数据

响应报文：

<版本> <状态码> <状态信息>
<首部1>: <值1>
<首部2>: <值2>
...
<空行>
[响应体]

响应报文，也由四个部分组成：

• 状态行 包括 HTTP版本、状态码 和 状态消息 比如 "HTTP/1.1 200 OK"。
• 响应头 也是 以键值对形式提供额外信息
  Content-Type 返回数据类型； Content-Lenth 响应体长度；Set-Cookie 服务器向客户端设置 Cookie； Location 重定向目标 URL（配合 301/302/307等状态码）
• 空行 分割 响应头和响应体，代表首部结束
• 响应体就是实际返回的内容，可能是HTML、JSON、图片等等，也可能为空

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HTTP 请求方式？常用的 GET 请求和POST 请求区别？

请求方法包括：

• GET 请求指定的资源，比如打开网页。

• POST：向服务器提交数据，常用于表单提交或上传文件。

• PUT：更新整个资源，一般需要提供完整的资源内容，非完整会替换为null或默认值。

• PATCH：对资源进行部分更新，只传需要修改的字段。

• DELETE：删除指定资源。

• OPTIONS：查询服务器支持的请求方法，常用于跨域请求预检。

• HEAD：类似GET，但只返回响应头，不返回实际内容，用于检查资源是否存在或获取元信息。

GET 请求 和 POST 请求的区别：

1. 用途不同：GET 用于获取数据，POST 用于提交数据。
2. 数据传输方式 ：GET 把参数放在 URL 后面（如 ?key=value），POST 把数据放在请求体里，不会显示在 URL 上。
3. 安全性：安全性：GET请求由于参数暴露在URL中，安全性较低；POST请求参数不会暴露在URL中，相对更安全。
4. 数据大小限制：GET 受 URL 长度限制（不同浏览器/服务器有差异，通常 2K 左右），POST 理论上没有大小限制，可以传大文件。
5. 缓存：GET 请求可以被浏览器缓存，POST 默认不会被缓存。

HTTP 请求中常见的状态码

4xx 和 5xx 的核心区别在于：错误是谁造成的。

• 4xx（客户端错误）：问题出在你这边。你的请求有语法错误、权限不足、找不到资源等。你需要修改请求。例如，401表示未授权，需要进行身份认证；403表示 服务器拒绝该请求；404表示 服务器未找到该资源。

• 5xx（服务器端错误）：问题出在服务器那边。你的请求本身没问题，但服务器在处理时挂了、超时了、或者内部出错了。你只需等服务器修复，或者重试。例如 500表示服务器遇到错误，无法完成请求。503表示服务器正在维护中。

比较常用的状态码：

2xx:

200-请求成功、服务器返回相应的资源。最理想的状态码。

204-请求成功、服务器没有返回任何内容。常用与Delete请求，不需要返回数据。

206-

3xx:

301-永久重定向，请求的网页已永久移到了新的位置

302-临时重定向，请求的资源被临时移到了另一个URL

304-资源没有修改，客户端可以继续使用本地缓存

4xx：

400-请求有语法错误或参数错误，服务器无法理解

401-请求要求身份验证 ，未登录或认证失败

403-服务器理解了请求，但是拒绝处理，通常是权限不足（已登录，但权限不足）

404-服务器无法根据请求找到资源

5xx：

500-服务器内部错误，无法完成请求

502-服务器作为网关或代理，收到了上游服务器的无效请求，可能是上游应用进程挂了

503-服务器不可用，可能是在维护或过载

504-服务器作为网关或代理，没有从上游服务器接收到请求，因此关闭了与上游服务器的连接，可能是上游进程处理太慢

什么是强缓存和协商缓存：

强缓存和协商缓存是 HTTP 缓存机制的两种类型，它们用于减少服务器的负担和提高网页加载速度。

1. 强缓存 ：客户端在没有向服务器发送请求的情况下，直接从本地缓存中获取资源。强缓存通过 HTTP 响应头中的 Cache-Control 字段实现，如 max-age，告诉浏览器在指定时间内可以直接使用缓存数据，无需再次请求。

2. 协商缓存 ：当强缓存失效时，浏览器会发送请求到服务器，通过 ETag/If-None-Match 或 Last-Modified/If-Modified-Since 这两对头部与服务器进行验证，以确定资源是否被修改。如果资源未修改，服务器返回 304 Not Modified 状态码，告知浏览器使用本地缓存；如果资源已修改，则返回新的资源，浏览器更新本地缓存。这种方式需要与服务器通信，但可以确保用户总是获取最新的内容。

Http 1.0 和 Http 1.1 的区别

持久连接

• HTTP/1.1 默认支持持久连接，即一个TCP连接上发送多个 HTTP 请求和响应，减少了连接建立和关闭的开销。
• HTTP/1.0 默认为短连接，每次请求都需要建立一个 TCP 连接，并通过 Connection: keep-alive 头来实现持久连接。
  管道化
• HTTP/1.1 支持管道化，允许客户端在第一个请求的响应到达之前发送多个请求，这可以减少等待时间，提高效率（管道化存在队头阻塞等问题，现代浏览器实际上更多是使用多个 TCP 连接来优化）。
• HTTP/1.0 不支持管道化。
  缓存控制
• HTTP/1.1 则引入了更多的缓存控制策略 ，例如 Etag / If-None-Match 等更多可供选择的缓存头来控制缓存策略。
• HTTP/1.0 主要使用 If-Modified-Since/Expires 来作为缓存判断的标准
  错误处理
• HTTP1.1 增加了一些新的 HTTP 状态码 ，如 100 Continue，用于增强错误处理和请求的中间响应。

例如：

HTTP/1.1 新增的 100 Continue 状态码，主要用于客户端上传大数据前先探路。

客户端发送带 Expect:100-continue 的请求头，先不发送请求体。

服务器检查权限、路径等是否合法，合法就返回 100 Continue。

客户端收到 100 后，才真正上传数据。

作用是避免大文件白传，节省带宽，提升上传效率。

Host头

• HTTP/1.1 引入了 Host 头，允许客户端指定请求的主机名，这使得在同一台服务器上托管多个域名成为可能
• HTTP/1.0 没有这个字段
  带宽优化
• HTTP/1.1 在请求头引入了 range 头域，它允许只请求资源的某个部分，即返回码是 206 (Partial Content)
• HTTP1.0 中，存在一些浪费带宽的现象，例如客户端只是需要某个对象的一部分，而服务器却将整个对象送过来了，并且不支持断点续传功能

Http 1.1 和 Http 2.0 的区别

二进制协议

• HTTP/2.0 采用二进制格式传输数据。字段位置、长度固定，更适合机器读取与解析
• HTTP/1.1 使用文本格式。
  多路复用
• HTTP/2.0 支持多路复用，允许在单个 TCP 连接上并行交错发送多个请求和响应，解决了 HTTP/1.1 中的队头阻塞问题。

队头阻塞不是管道化造成的，根源在于 HTTP/1.1 响应必须严格按请求顺序返回

头部压缩

• HTTP/2.0 引入了 HPACK 压缩算法，对请求和响应的头部信息进行压缩，降低了头部信息的大小，提高了传输效率

服务器推送

• HTTP/2.0 允许服务器主动推送资源给客户端，而不需要客户端明确请求，这可以减少页面加载时间

Http 3.0

HTTP3.0 是 HTTP 协议的最新版本，它基于 QUIC 协议，有如下特点
安全性

• HTTP/3 默认使用 TLS 加密，确保了数据传输的安全性。
  连接迁移
• QUIC 允许在网络切换（如从 Wi-Fi 到移动网络）时，将连接迁移到新的 IP 地址，从而减少连接的中断时间。
  此外，QUIC 使用与 IP 无关的 Connection ID 标识连接，从而支持在移动网络切换（如 Wi-Fi 切换到 5G）时进行无缝连接迁移。
  无队头阻塞
  QUIC 使用 UDP 协议来传输数据。一个连接上的多个 stream 之间没有依赖，如果一个 stream 丢了一个 UDP 包，不会影响后面的 stream，不存在队头阻塞问题。

Https 和 Http 的区别

主要的区别是在安全性上：

• HTTPS 在 HTTP 的基础上添加了 SSL/TLS 协议作为加密层，保证数据传输的安全性。HTTP是明文传输
• HTTPS 的 端口是 443， HTTP 端口是 80

在TCP、HTTP之间加入了 SSL/TLS 安全协议 （TCP 三次握手后，需要进行 SSL/TLS的握手，使得报文能够加密传输

Https 的工作原理

HTTPS 主要基于 SSL/TLS 协议，确保了数据传输的安全性和完整性，其建立连接并传输数据的过程如下：

1. 密钥交换：客户端发起 HTTPS 请求后，服务器会发送其公钥证书给客户端。 （客户端获得公钥证书）
2. 证书验证：客户端会验证服务器的证书是否由受信任的证书颁发机构（CA）签发，并检查证书的有效性。（客户端验证公钥证书合法性）
3. 加密通信：一旦证书验证通过，客户端会生成一个随机的对称加密密钥，并使用服务器的公钥加密这个密钥，然后发送给服务器。（客户端使用公钥加密 客户端随机生成的对称加密秘钥，然后发给服务器）
4. 建立安全连接：服务器使用自己的私钥解密得到对称加密密钥，此时客户端和服务器都有了相同的密钥，可以进行加密和解密操作。（服务器使用私钥解密 获得对称加密秘钥。 此时获得了相同的加密秘钥，进行加密解密操作）

上述是获取对称加密秘钥的过程

5. 数据传输：使用对称加密密钥对所有传输的数据进行加密，确保数据在传输过程中的安全性。接收方会进行解密，并进行完整性校验（数据传输）
6. 结束连接：数据传输完成后，通信双方会进行会话密钥的销毁，以确保不会留下安全隐患。（销毁秘钥）

从输入 URL 到 页面展示 的过程

1. 解析 URL：输入网址，解析URL信息，准备发送HTTP请求

2. 查找缓存： 检查浏览器缓存里是否有缓存该资源，如果有直接返回；如果没有进入下一步网络请求。

3. DNS域名解析：网络请求前，进行DNS解析，以获取请求域名的IP地址。DNS解析时会按本地浏览器缓存 -> 本地Host文件 -> 路由器缓存 -> DNS服务器 -> 根DNS服务器的顺序查询域名对应IP，直到找到为止。

4. TCP三次握手建立连接：浏览器与服务器IP建立TCP连接。

5. 客户端发送HTTP请求：连接建立后，浏览器端会构建请求行、请求头等信息，并把和该域名相关的Cookie等数据附加到请求头中，向服务器构建请求信息。如果是HTTPS的话，还涉及到HTTPS的加解密流程。

6. 服务器处理请求并返回HTTP资源：服务器接收到请求信息，根据请求生成响应数据。

7. TCP四次挥手断开连接：浏览器与服务器IP断开TCP连接。

8. 浏览器解析响应并渲染页面：

   • 浏览器解析响应头。1、若响应头状态码为301、302，会重定向到新地址；2、若响应数据类型是字节流类型，一般会将请求提交给下载管理器；3、若是HTML类型，会进入下一部渲染流程。
   • 浏览器解析HTML文件，创建DOM树，解析CSS进行样式计算，然后将CSS和DOM合并，构建渲染树；最后布局和绘制渲染树，完成页面展示。