HTTP:如何理解[超文本传输协议]

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HTTP:如何理解[超文本传输协议]

2024-07-13 14:59| 来源: 网络整理| 查看: 265

问:Http是什么?

HTTP 是超文本传输协议,也就是HyperText Transfer Protocol。

问:如何理解[超文本传输协议]

所谓超文本传输协议,可以拆分成3个部分:

超文本传输协议 协议:

在生活中,我们也能随处可见「协议」,例如:

刚毕业时会签一个「三方协议」;

找房子时会签一个「租房协议」;

生活中的协议,本质上与计算机中的协议是相同的,协议的特点:

所谓【协】,表示必须有两个以上的参与者。例如三方协议里的参与者有三个:你、公

司、学校三个;租房协议里的参与者有两个:你和房东。

所谓【议】,表示对参与者的一种行为约定和规范。例如三方协议里规定试用期期限、毁

约金等;租房协议里规定租期期限、每月租金金额、违约如何处理等。

针对HTTP协议,可以理解为: HTTP是一个用在计算机世界里的协议,它使用计算机能够理解的语言确立了一种计算机之间交流通信的规范(两个以上的参与者),以及相关的各种控制和错误处理方式(行为约定和规范)

传输:

所谓的「传输」,很好理解,就是把一堆东西从 A 点搬到 B 点,或者从 B 点 搬到 A 点。

别轻视了这个简单的动作,它至少包含两项重要的信息。

(1) HTTP 协议是一个双向协议

我们在上网冲浪时,浏览器是请求方 A ,百度网站就是应答方 B。双方约定用 HTTP 协议来通信,于是浏览器把请求数据发送给网站,网站再把一些数据返回给浏览器,最后由浏览器渲染在屏幕,就可以 看到图片、视频了。

(2)数据虽然是在 A 和 B 之间传输,但允许中间有**中转或接力**

就好像第一排的同学想传递纸条给最后一排的同学,那么传递的过程中就需要经过好多个同学(中间 人),这样的传输方式就从「A < — > B」,变成了「A N M B」

而在 HTTP 里,需要中间人遵从 HTTP 协议,只要不打扰基本的数据传输,就可以添加任意额外的东西。

针对传输,我们可以进一步理解了 HTTP。

HTTP 是一个在计算机世界里专门用来在两点之间传输数据的约定和规范。 在这里插入图片描述

超文本:

HTTP 传输的内容是「超文本」。

我们先来理解「文本」,在互联网早期的时候只是简单的字符文字,但现在「文本」的涵义已经可以扩

展为图片、视频、压缩包等,在 HTTP 眼里这些都算作「文本」。

所谓「超文本」,就是超越了普通文本的文本,它是文字,图片,视频等的混合体,最关键的是有超链接,能够从一个超文本跳转到另一个超文本。

html是最常见的超文本,它本省只是纯文字文件,但是内部用很多标签定义了图片、视频等的链接,再经过浏览器的解释,呈现给我们的就是一个文件、画面的网页。

OK,经过了对 HTTP 里这三个名词的详细解释,就可以给出比「超文本传输协议」这七个字更准确更

有技术含量的答案:

HTTP是一个在计算机世界里专门在[两点]之间[传输]文字、图片、视频、音频等[超文本]的约定和规范

问:「HTTP 是用于从互联网服务器传输超文本到本地浏览器的协议 ,这种说法正确吗?

不正确, 因为也可以是【服务器服务器】,所以采用两点之间描述更加准确

问: http(1.1)的优点有哪些?是怎么体现的

http最突出的有点事简单、灵活和易于扩展、应用广泛和跨平台

简单 http基本的报文格式为header+body,头部信息也是key-value简单文本的形式,易于理解,降低了学习和使用的门槛虽然下一代HTTP/2协议将HTTP消息封装到了帧(frames)中,HTTP大体上还是被设计的简单易读。HTTP报文能够被人读懂,还允许简单测试,降低了门槛,对新人很友好。 灵活和易于扩展

HTTP协议里的各类请求方法、URI/URL、状态码、头字段等每个组成要求都没有被固定死,都允许开发人员自定义和扩充。,比如:

在HTTP/1.0中出现的HTTP Headers让协议扩展变得非常容易。只要服务器和客户端就让新Headers达成语义一致,新功能就可以被轻松加入进来。

同时 HTTP 由于是工作在应用层( OSI 第七层),则它下层可以随意变化。比如

HTTPS 也就是在 HTTP 与 TCP 层之间增加了 SSL/TLS 安全传输层,HTTP/3 甚至把 TCP 层换成了基于 UDP 的 QUIC。 应用广泛和跨平台

互联网发展至今,HTTP 的应用范围非常的广泛,从台式机的浏览器到手机上的各种 APP,从看新闻、 刷贴吧到购物、理财、吃鸡,HTTP 的应用片地开花,同时天然具有跨平台的优越性。

问: http(1.1)有什么缺点

HTTP 协议里有优缺点一体的双刃剑,分别是「无状态、明文传输」,同时还有一大缺点「不安全」。

无状态双刃剑

HTTP是无状态的:在同一个连接中,两个执行成功的请求之间是没有关系的。

无状态的好处:

因为服务器不会去记忆 HTTP 的状态,所以不需要额外的资源来记录状态信息,这能减轻服务器的负担,能够把更多的 CPU 和内存用来对外提供服务

无状态的坏处:

既然服务器没有记忆能力,它在完成有关联性的操作时会非常麻烦。这就带来了一个问题,用户没有办法在同一个网站中进行两次连续的交互 例如登录->添加购物车->下单->结算->支付,这系列操作都要知道用户的身份才行。但服务器不知道这些请求是有关联的,每次都要问一遍身份信息。比如在一个电商网站里,用户把某个商品加入到购物车,切换一个页面后再次添加了商品,这两次添加商品的请求之间没有关联,浏览器无法知道用户最终选择了哪些商品。

那应该怎么解决呢?解法方案有很多种

最简单的是使用HTTP的头部扩展----HTTP Cookies就可以解决这个问题,把Cookies添加到头部中,创建一个会话让每次请求都能共享相同的上下文信息,达成相同的状态。 cookie

Cookie 技术:Cookie 通过在请求和响应报文中写入 Cookie 信息来控制客户端的状态。,相当于在客户端第一次请求后,服务器会下发一个装有客户信息的「小贴纸」,后续客户端请求服务器的时候,带上「小贴纸」,服务器就能认得了了 在这里插入图片描述 注意:HTTP本质是无连接的,使用Cookies可以创建有状态的会话

cookie与session

但是由于 cookie 是保存在客户端的信息,所以很容易被篡改,因此 HTTP 引入了 session 机制。 session 是保存在服务端的信息,起到的作用和 cookie 类似,都是用于保存一些状态信息。

明文传输双刃剑

明文意味着在传输过程中的信息,是可方便阅读的,通过浏览器的 F12 控制台或 Wireshark 抓包都可 以直接肉眼查看,为我们调试工作带了极大的便利性。

但是这正是这样,HTTP 的所有信息都暴露在了光天化日下,相当于信息裸奔。在传输的漫长的过程 中,信息的内容都毫无隐私可言,很容易就能被窃取,如果里面有你的账号密码信息,那你号没了。

不安全

HTTP 比较严重的缺点就是不安全:

通信使用明文(不加密),内容可能会被窃听。比如,账号信息容易泄漏,那你号没了。

不验证通信方的身份,因此有可能遭遇伪装。比如,访问假的淘宝、拼多多,那你钱没了。

无法证明报文的完整性,所以有可能已遭篡改。比如,网页上植入垃圾广告,视觉污染,眼没了。

HTTP 的安全问题,可以用 HTTPS 的方式解决,也就是通过引入 SSL/TLS 层,使得在安全上达到了极 致。

问: http(1.1)性能如何

http协议是基于tcp/ip, 并且使用了「请求 - 应答」的通信模式,所以性能的关键就在这两点里。

短连接

一个连接是由传输层来控制的,这从根本上不属于HTTP的范围。HTTP并不需要其底层的传输层协议是面向连接的,只需要它是可靠的,或不丢失消息的(至少返回错误)。在互联网中,有两个最常用的传输层协议:TCP是可靠的,而UDP不是。因此,HTTP依赖于面向连接的TCP进行消息传递,但连接不是必须的。

在客户端(通常指浏览器)与服务器能够交互(客户端发起请求,服务器返回响应)之前,必须在这两者间建立一个 TCP 链接,打开一个 TCP 连接需要多次往返交换消息(因此耗时)。HTTP/1.0 默认为每一对 HTTP 请求/响应都打开一个单独的 TCP 连接。当需要连续发起多个请求时,这种模式比多个请求共享同一个 TCP 链接更低效。

为了减轻这些缺陷,HTTP/1.1引入了流水线(被证明难以实现)和持久连接(也就是长连接)的概念:底层的TCP连接可以通过Connection同步来被部分控制。HTTP/2则发展得更远,通过在一个连接复用消息的方式来让这个连接始终保持为暖连接。

长连接

早期 HTTP/1.0 性能上的一个很大的问题,那就是每发起一个请求,都要新建一次 TCP 连接(三次握 手),而且是串行请求,做了无谓的 TCP 连接建立和断开,增加了通信开销。 为了解决上述 TCP 连接问题,HTTP/1.1 提出了长连接的通信方式,也叫持久连接。这种方式的好处在 于减少了 TCP 连接的重复建立和断开所造成的额外开销,减轻了服务器端的负载。

持久连接的特点是,只要任意一端没有明确提出断开连接,则保持 TCP 连接状态。 在这里插入图片描述

管道网络传输

HTTP/1.1 采用了长连接的方式,这使得管道(pipeline)网络传输成为了可能。 即可在同一个 TCP 连接里面,客户端可以发起多个请求,只要第一个请求发出去了,不必等其回来,就可以发第二个请求出去,可以减少整体的响应时间。

举例来说,客户端需要请求两个资源。以前的做法是,在同一个TCP连接里面,先发送 A 请求,然后等待服务器做出回应,收到后再发出 B 请求。管道机制则是允许浏览器同时发出 A 请求和 B 请求。

但是服务器还是按照顺序,先回应 A 请求,完成后再回应 B 请求。要是前面的回应特别慢,后面就会有许多请求排队等着。这称为「队头堵塞」。

在这里插入图片描述

队头阻塞

「请求 - 应答」的模式加剧了 HTTP 的性能问题。 因为当顺序发送的请求序列中的一个请求因为某种原因被阻塞时,在后面排队的所有请求也一同被阻塞了,会招致客户端一直请求不到数据,这也就是「队头阻塞」。好比上班的路上塞车。

在这里插入图片描述

总之 HTTP/1.1 的性能一般般,后续的 HTTP/2 和 HTTP/3 就是在优化 HTTP 的性能。

HTTP流

当客户端想要和服务端进行信息交互时(服务端是指最终服务器,或者是一个中间代理),过程表现为下面几步:

打开一个TCP连接:TCP连接被用来发送一条或者多条请求,以及接收响应消息。客户端可能打开一条新的连接,或者重用一个已经存在的连接,或者也可能打开一个新的TCP连接连向服务端发送一个HTTP报文:HTTP报文(在HTTP/2之前)是语义可读的。在HTTP/2中,这些简单的消息被封装在了帧中,这使得报文不能被直接读取,但是原理仍是相同的。 GET / HTTP/1.1 Host: developer.mozilla.org Accept-Language: fr 读取服务器返回的报文信息: HTTP/1.1 200 OK Date: Sat, 09 Oct 2010 14:28:02 GMT Server: Apache Last-Modified: Tue, 01 Dec 2009 20:18:22 GMT ETag: "51142bc1-7449-479b075b2891b" Accept-Ranges: bytes Content-Length: 29769 Content-Type: text/html


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