HTTP协议简单介绍
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介绍
HTTP（HyperText Transfer Protocol，超文本传输协议）是用于在客户端（通常是浏览器）和服务器之间传输超文本的应用层协议。它是Web技术的基础，定义了如何请求和响应网络资源，如HTML文档、图像、视频等。
基本特点
- 无状态：每次请求都是独立的，服务器不会保留之前请求的状态。这意味着客户端每次请求都需要发送足够的信息，以使服务器理解该请求。
- 应用层协议：HTTP是基于TCP/IP的应用层协议，负责Web上的数据通信。它并不关心底层的传输方式（如TCP/IP），而是关注数据格式和传输内容。
- 请求-响应模式：客户端发送请求，服务器返回响应。典型的HTTP请求包括请求方法、URL、协议版本、请求头和请求体（如果有），而HTTP响应则包含状态码、响应头和响应体。
工作流程
- 建立连接：客户端与服务器建立TCP连接（HTTP/3使用的是QUIC，基于UDP）。
- 发送请求：客户端发送请求消息给服务器，请求包含方法、路径、协议版本以及请求头等信息。
- 服务器处理请求：服务器接收到请求后，解析请求内容并执行相应操作，如查询数据库或读取文件。
- 发送响应：服务器将处理结果打包成响应消息，包含状态码、响应头和响应体，返回给客户端。
- 关闭连接：HTTP/1.0在每次请求后关闭连接，HTTP/1.1则支持持久连接（Keep-Alive），允许在同一个TCP连接上传输多个请求和响应。
方法
HTTP定义了几种常见的请求方法，用于在客户端和服务器之间执行不同的操作：
- GET：请求资源，常用于获取网页内容或数据。不会影响服务器的状态，通常是幂等的。
- POST：向服务器提交数据，通常用于表单提交或上传文件。POST请求可以改变服务器状态。
- PUT：用于更新资源或在服务器上创建资源。
- DELETE：用于删除服务器上的资源。
- HEAD：与GET类似，但只请求响应头部，不返回响应体。
- OPTIONS：查询服务器支持的HTTP方法。
- PATCH：用于对资源进行部分更新。
状态码
服务器在处理请求后，会返回一个状态码来表明请求的处理结果。常见的状态码包括：
- 1xx（信息响应）：表示请求已被接收，需要进一步操作。
- 100 Continue：服务器已接收请求的初步部分，客户端应继续请求。
- 101 SwitchingProtocols：服务器同意切换协议，如从HTTP切换到WebSocket。
- 2xx（成功）：表示请求已成功处理。
- 200 OK：请求成功，服务器返回了请求的资源。
- 201 Created：请求成功，服务器创建了新资源。
- 204 NoContent：请求成功但服务器不返回任何内容，常用于删除操作。
- 3xx（重定向）：表示请求资源已被移动，需要客户端进行重定向。
- 301 MovedPermanently：资源已永久移动到新的URL，客户端应使用新URL访问。
- 302 Found：资源临时移动到新的URL，客户端应继续使用原来的URL。
- 304 NotModified：资源未修改，客户端可以使用缓存版本。
- 4xx（客户端错误）：表示请求有问题。
- 400 Bad Request：请求语法错误或参数不正确。
- 401 Unauthorized：请求未进行身份验证或验证失败。
- 403 Forbidden：服务器拒绝提供资源，通常权限不足。
- 404 Not Found：请求的资源不存在。
- 5xx（服务器错误）：表示服务器在处理请求时发生了错误。
- 500 Internal Server Error：服务器内部错误。
- 503 Service Unavailable：服务器暂时无法处理请求，通常因为过载或维护。
版本演进
- HTTP/0.9：最初的版本，仅支持GET方法，功能非常简陋。
- HTTP/1.0：增加了更多请求方法、状态码和头部字段，但连接在每次请求后关闭。
- HTTP/1.1：改进了性能，支持持久连接、管线化请求、多请求复用等。
- HTTP/2：通过二进制分帧、多路复用、头部压缩等方式显著提升了传输效率。
- HTTP/3：基于QUIC协议，改用UDP传输，提供更快、更可靠的连接，特别适用于高延迟或不稳定的网络环境。
核心组成部分
-
URL（统一资源定位符）：HTTP请求目标资源的地址。格式为
scheme://host:port/path?query#fragment。- scheme：协议类型，如
http或https。 - host：目标服务器的域名或IP地址。
- port：端口号，默认HTTP使用80端口，HTTPS使用443端口。
- path：服务器上的资源路径。
- query：可选的查询参数。
- fragment：页面内的片段标识符（通常用于导航页面的特定部分）。
- scheme：协议类型，如
-
请求头和响应头：HTTP头包含各种元数据，如：
- Content-Type：指定资源的媒体类型。
- Content-Length：响应体的长度。
- User-Agent：客户端的身份标识。
- Cache-Control：控制缓存策略。
具体发展历史
HTTP（超文本传输协议）是互联网通信的核心协议之一，从它的诞生到如今的演变，经历了多个版本的改进和优化。
下面是HTTP各版本的发展历史：
1. HTTP/0.9 (1991)
这是最早的HTTP版本，由Tim Berners-Lee在1991年提出。它非常简单，主要用于传输HTML文件，只有GET请求，没有响应状态码、HTTP头等功能。这使得它仅能用于文本文件传输，功能十分有限。
2. HTTP/1.0 (1996)
随着互联网的快速发展，HTTP需要更多的功能来处理复杂的需求，HTTP/1.0 于1996年正式发布，带来了以下改进：
- 请求/响应头：允许客户端和服务器传递更多的元数据，例如内容类型（Content-Type）和内容长度（Content-Length）。
- 状态码：引入了状态码（如200 OK，404 Not Found），用于标识响应的结果。
- 支持多种请求方法：除了GET，还增加了POST和HEAD等请求方法。
然而，HTTP/1.0的一个局限是每次请求/响应后，连接就会关闭，无法复用连接，导致性能瓶颈。
3. HTTP/1.1 (1997)
HTTP/1.1 于1997年提出，直到今天仍然是最广泛使用的HTTP协议版本。相比1.0，1.1版本做了大量改进，解决了性能问题并增加了许多新特性：
- 持久连接：HTTP/1.1支持复用TCP连接（Keep-Alive），避免每次请求都需要重新建立连接。
- 管线化请求：允许客户端在发送第一个请求后，立即发送下一个请求，无需等待第一个请求的响应，进一步提升效率。
- 缓存控制：增加了
Cache-Control头，允许更加细粒度的缓存管理。 - Host 头：HTTP/1.1要求请求必须包含Host头，这使得同一个服务器能够托管多个域名（虚拟主机）。
- 分块传输编码：引入了分块传输，允许服务器将响应数据分块传输，特别适用于传输大文件。
4. HTTP/2 (2015)
由于HTTP/1.1的性能瓶颈，HTTP/2 于2015年发布，是对1.1的重大升级。HTTP/2的核心目标是提高传输效率，减少延迟。其主要特性包括：
- 二进制分帧：HTTP/2采用二进制而非文本传输，使得数据传输更加高效。
- 多路复用：允许多个请求和响应通过同一个TCP连接并发传输，解决了HTTP/1.1的“队头阻塞”问题。
- 头部压缩：HTTP/2引入了
HPACK压缩，减少了头部信息的大小，从而减少带宽占用。 - 服务器推送：服务器可以主动将资源（如CSS、JS文件）推送到客户端，而无需等待客户端请求，从而提高页面加载速度。
5. HTTP/3 (2022)
HTTP/3 于2022年成为标准，是对HTTP/2的进一步改进。HTTP/3的一个核心变化是引入了 QUIC协议，替代了基于TCP的传输方式。QUIC是一种基于UDP的协议，提供更快、更可靠的连接。HTTP/3的主要特点包括：
- QUIC协议：相比TCP，QUIC能更好地处理丢包，减少延迟，特别是针对移动网络环境。
- 无队头阻塞：由于TCP的特性，HTTP/2在某些情况下仍然会发生队头阻塞问题，而QUIC协议则彻底解决了这一问题。
- 改进的连接恢复：QUIC内置了快速重传和恢复机制，提高了连接的稳定性和速度。
队头阻塞问题
队头阻塞问题（Head-of-Line Blocking，简称HOL阻塞）是计算机网络中的一种性能瓶颈现象，通常发生在交换机、路由器或多路复用系统中。它指的是当队列中的第一个数据包（即队头数据包）由于某种原因不能被处理或转发，整个队列都被阻塞，导致后续的数据包也无法及时处理，即使它们可能可以立即被转发。
1）主要表现
在不同的网络场景下，队头阻塞可能会有不同的表现：
交换网络中的HOL阻塞：在某些网络交换机中，多个数据包通过同一个端口排队。当队头的数据包无法转发时，即使队列中的后续数据包可以通过其他端口转发，整个队列仍然会被阻塞。
TCP网络中的HOL阻塞：在HTTP/1.1等基于TCP的协议中，当客户端在同一连接上发送多个请求时，如果第一个请求被延迟处理，后续的请求也会被阻塞，尽管这些请求本可以独立被处理。这是HTTP/2中引入多路复用机制的一个关键原因。
2）影响
HOL阻塞会导致网络吞吐量降低和延迟增加。特别是在高负载环境下，数据传输效率会明显下降，因为有效的带宽没有得到充分利用。
3）解决方法
队列管理：通过将不同的流量分散到不同的队列中，避免单个队列内的数据相互阻塞。
协议优化：如在HTTP/2中引入的多路复用机制，允许在同一连接中同时处理多个请求，减少HOL阻塞的发生。
改进硬件设计：在交换机和路由器中采用更智能的调度算法，使得即使队头的数据包被阻塞，后续的数据包也能得到处理。
这种问题对网络性能影响较大，尤其是在高并发和高带宽的场景下，解决HOL阻塞是提高网络效率的关键。
总结
HTTP从0.9版本的简单文件传输协议，逐步演变成如今的高效、多功能、低延迟的通信协议。每个版本的更新都是为了满足互联网日益增长的需求，从最基础的文本传输到如今支持各种多媒体和复杂应用场景的传输机制。HTTP/3的出现标志着互联网传输进入了一个新的阶段，特别是在移动和不稳定网络环境下的性能大幅提升。
各版本间的演变，不仅优化了传输效率，也不断提升了用户体验，确保了互联网服务的稳定性和快速响应。
HTTP和HTTPS的区别
HTTP和HTTPS虽然都是用于网络通信的协议，但它们有一些关键的区别，主要集中在安全性和数据传输方式上。以下是两者之间的主要区别：
1. 安全性
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HTTP（HyperText Transfer Protocol）：HTTP传输的数据是明文的，这意味着数据在传输过程中可能会被第三方窃听、篡改或伪装。它不提供任何加密机制，所有的请求和响应内容（包括用户名、密码等敏感信息）都可能暴露。
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HTTPS（HyperText Transfer Protocol Secure）：HTTPS在HTTP的基础上增加了SSL/TLS协议，用于对数据进行加密传输，确保数据的保密性、完整性和身份验证。加密机制使得数据在传输过程中无法被轻易解读，即使被截获也很难破解。
2. 端口
- HTTP：默认使用80端口进行通信。
- HTTPS：默认使用443端口，因为它通过SSL/TLS层来实现加密。
3. 加密机制
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HTTP：数据以明文形式传输，不涉及任何加密。
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HTTPS：使用SSL（Secure Sockets Layer）或TLS（Transport Layer Security）对数据进行加密。这个加密过程涉及以下几个步骤：
- 握手过程：客户端和服务器通过SSL/TLS握手来协商加密算法和密钥。
- 对称加密：使用协商好的对称加密算法对数据进行加密传输。
- 证书认证：服务器需要提供数字证书来确认其身份，通常由受信任的证书颁发机构（CA）签发。
4. 身份验证
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HTTP：没有身份验证机制，服务器不会验证客户端的身份，客户端也不会验证服务器的身份，这使得中间人攻击变得可能。
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HTTPS：引入了证书认证机制，通过证书颁发机构（CA）签署的数字证书来验证服务器的身份，确保客户端访问的是真实的服务器而非伪造的服务器。
5. 数据完整性
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HTTP：由于数据不加密，数据在传输过程中可能被篡改，而客户端或服务器不会察觉。
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HTTPS：通过加密和校验机制（如消息认证码MAC），确保数据在传输过程中不会被篡改。如果数据发生改变，通信双方可以检测到并采取相应措施。
6. 性能
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HTTP：由于没有加密和解密的开销，HTTP请求和响应的速度可能稍快一些，但因为不安全，尤其在传输敏感信息时风险较高。
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HTTPS：因为涉及SSL/TLS加密过程，HTTPS通信的开销略高，包括握手过程和数据加解密。不过，随着硬件和算法的优化，现代的HTTPS性能已经接近HTTP，并且对于大多数应用场景而言，性能差异并不显著。
7. SEO和信任
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HTTP：不安全的HTTP站点会被浏览器标记为“不安全”，这会导致用户对网站信任度下降。
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HTTPS：搜索引擎（如Google）更倾向于对HTTPS站点进行排名提升。同时，现代浏览器会对HTTPS站点显示锁定图标，增加用户对网站的信任度。
8. 浏览器支持
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HTTP：浏览器仍然支持HTTP，但对于不使用HTTPS的网站，浏览器会提示用户该网站不安全，尤其是在处理敏感数据时（如表单或支付页面）。
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HTTPS：现代浏览器普遍支持HTTPS，并鼓励网站从HTTP迁移到HTTPS。对于未使用HTTPS的网站，浏览器可能会直接阻止某些交互（如支付、表单提交）。
HTTPS 在安全性方面大大优于 HTTP，特别是在涉及敏感信息（如登录、支付等）时，HTTPS几乎是强制标准。而且随着互联网发展，越来越多的网站正逐步从HTTP过渡到HTTPS。
原文地址：https://blog.csdn.net/qq_45956730/article/details/142520696
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