网络协议系列之一：HTTP（1）
2016-03-28 14:36
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HTTP协议是web开发必须掌握的协议之一，文章的内容并没有按照教科书式对协议本身进行说明。这里特意将一些web开发遇到的常见问题进行了总结。也方便以后自己开发进行迅速查阅。
1、Http的报文结构
http的报文分为请求报文和响应报文，请求报文结构包括：请求行、请求头、请求体；响应报文结构包括响应行、响应头、响应体。下图简要表示了请求报文的结构：
下面是我输入www.baidu.com获取的请求信息和响应信息：
请求报文：
更多的请求报文属性可以访问更多Http报文属性
响应报文：
2、Http的状态码含义
http的状态码是针对响应来讲的，http状态码分为5类33种：
* 1XX
* 2XX
* 3XX
* 4XX
* 5XX
1XX：告诉客户端已经收到了请求
2XX：表示处理成功，包括收到请求、解析了请求信息、受理请求、响应请求等内容
3XX：表示重定向其他URL，客户端要重新发送请求完成后面的处理
4XX：表示客户端错误，如语法错误、资源不存在、访问禁止等
5XX：表示服务端错误，后台异常、版本异常等
更详细的状态码信息可以访问更多Http状态码
3、Http request的几种类型
4、Http1.1和Http1.0的区别
以上就是认为比较重要的区别，其他的区别可以参看这篇文章，翻译版可以参看这篇博客
5、Http怎么处理长连接
在HTTP/1.1中长连接是指一次TCP连接可以处理多次请求与响应，这样可以产生较少的网络流量，提高处理效率。在请求报文中
6、Cookie与Session的作用与原理
HTTP本身是无状态的，刚开始设计HTTP时，客户端只要完成了其所请求的内容就可以say bye了。但是人们逐渐发现，如果可以让服务器选择性响应内容，客户端获取的信息或更多针对性。但是由于http没有状态，怎么办呢？Cookie与Session就是两种解决方案，简单来说，Cookie是在客户端保持状态的方法，而Session是在服务器保持状态的方法，但是服务器必须和客户端建立联系才能把状态维持下去，所以在客户端的Cookie中有一个Session的标识，称为SessionId。
Cookie机制：服务器通过键值对的形式给客户端发送Cookie信息，当再次访问的时候从Cookie中直接读取，Cookie的内容包括：域和路径、过期时间、名字、值
以上面访问baidu.com为例：域就是baidu.com，路径就是域后面的URL，路径与域构成了Cookie的作用范围，过期时间是指cookie的生存时间，如果不指定过期时间，则默认就是浏览器会话时间，只要关闭了浏览器cookie就失效了。但是这样并不是cookie设计的初衷，通过cookie信息保存在硬盘上，当即使关闭浏览器下次打开cookie仍然是有效的。
Session机制：是一种在服务端保持状态的机制，当客户端需要为请求创建一个session的时候，服务端会检查在客户端是否包含一个session id，如果有就把这个session检索出来，如果没有就会为客户端创建一个session并且生成一个session id保存在客户端。保存session id的方式是cookie，当客户端发送请求的时候，服务器会从发送的cookie检索是否包含有session id。但是cookie是可以用户手动禁止的，那么如何在被禁止的条件下把session ID发送给服务端呢？有一种技术可以实现，就是URL重写。具体是怎么样呢？简单说就是把session id附在URL后面，这里又有两种方式：作为附加信息；作为查询参数；表单隐藏字段
“只要关闭浏览器，session就失效”的误解
要知道，虽然用户把浏览器关闭了，但是服务器对这点是透明的，服务器根本知道用户什么时候关闭了浏览器。所以简答说关闭浏览器session就消失是错误的。我们这么理解基于一个假设，由于sessionId采用的会话cookie来保存的，而会话cookie的一个特点是当浏览器关闭cookie的信息就会失效，那么session id在再次打开浏览器自然是无法找到，也就无法检索原来的session了。但是如果通过硬盘的方式存储session id，这样把原来的session id发送给服务器，就可以检索出来了。
7、电脑上访问一个网页，整个过程是怎么样的
完整的描述应该包括DNS、HTTP、TCP、OSPF、IP、ARP
简略描述如下：
1）DNS把域名解析成对应的IP
2）发送一次请求，服务器返回一个永久重定向响应，这样浏览器就知道要访问的正确网址
3）发送请求html的请求，这个连接过程基于TCP/IP三次握手四次挥手的，建立连接
4）服务器返回一个html响应
5）浏览器根据渲染引擎解析返回的html响应，呈现内容
6）继续发送内嵌在html文件其他资源的请求，比如css、js、图片资源等
7）加载整个页面
8、Ping的整个过程。ICMP报文是什么？
ICMP也叫互联网控制报文协议，是IP层的组成部分，ICMP主要用于传递差错报文以及一些不可达信息。ICMP报文分为查询报文和差错报文，当IP传输发生错误的时候会产生一个差错报文，这个报文会发送给源主机，源主机根据这个报文做出处理。
下面讲一下Ping的过程：
分为两种情况，同网段以及不同网段
先说相同网段：
1）主机A要去Ping主机B， 主机A会封装两层报文，主机A先检查自己MAC地址中是否有B的MAC地址，如果没有就向外发送一个ARP广播包
2）交换机收到这个ARP后，会检查在交换机中是否包含B的MAC地址，如果有就直接返回给A；如果没有就向所有端口发送ARP，该网段的主机的MAC如果与B的MAC地址不同就丢弃，如果主机B收到了该ARP就马上返回相同格式的ARP
3）这时主机A已经有了B的MAC地址，就把B的MAC地址封装到ICMP报中，向主机B发送一个回显请求
４）主机B收到该报文后，知道是主机A的一个回显请求，就会返回一个相同格式的报文。这样就完成了同一个网段的Ping的过程
再说不同网段：
1）主机A要去Ping一个不同网段的主机C，主机A会去找网关转发
2）如果主机A不知道网关的MAC地址，就会发送一个ARP广播一下，这样就知道了网关的MAC地址
3）网关收到主机A的ICMP报文，根据上面的目的IP，会去查找路由表，找到一个出口指针，给主机C发送一个ICMP报文
4）如果网关不知道主机C的MAC地址，就会给网关内所有的主机发送一个ARP，从而找到主机C的MAC地址
5）主机C收到主机A的报文就会给主机A发送一个回显请求。这样就完成了不同网段的Ping的请求
9、C/S模式下使用socket通信，几个关键函数
服务端涉及的关键函数有ServerSocket，accept()，IO流，close()，客户端涉及的函数有Socket，IO流，close()
10、路由器与交换机区别
路由器包含了交换机的功能，交换机主要的作用是扩展接口。比如原来只有一个接口，但是有两个人需要使用，这时就可以使用交换机来扩展接口，两个人使用各自的宽带账号上网，所以彼此的网速不会受到影响。而路由器处理扩展接口，还可以一个账号多个人上网，然而由于所有人共用一个上网账号，必然彼此的网速会收到影响，所以经常会出现，一个人在下载文件的时候，其他人的上网速率会下降的情况。
1、Http的报文结构
http的报文分为请求报文和响应报文，请求报文结构包括：请求行、请求头、请求体；响应报文结构包括响应行、响应头、响应体。下图简要表示了请求报文的结构：
下面是我输入www.baidu.com获取的请求信息和响应信息：
请求报文：
/*请求行，get是请求方法，http://www.baidu.com/是我访问的URL，HTTP/1.1表示http协议的版本号*/ GET http://www.baidu.com/ HTTP/1.1 //从这行开始是请求头 //Host表示要访问的主机 Host: www.baidu.com //Connection表示其连接属性，keep-alive就是保持连接 Connection: keep-alive //Accept属性告诉服务端客户端要接受什么类型的数据 Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,*/*;q=0.8 //表示客户端的浏览器信息 User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/44.0.2403.69 Safari/537.36 QQBrowser/9.1.4060.400 HTTPS: 1 //DNT就是Do Not Track，要求应用程序不要跟踪用户的浏览信息，1表示true0表示false DNT: 1 //列出客户端可接受的编码 Accept-Encoding: gzip, deflate, sdch //列出客户端可接受的语言类型 Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.8 //客户端就是通过这个报文属性给服务器发送cookies Cookie: BAIDUID=19EDEC9B9CC10B7F16C0C832A656734B:FG=1; BIDUPSID=19EDEC9B9CC10B7F16C0C832A656734B; PSTM=1438532720; BDUSS=ktSU2hkQVpXVzRZcFJ3dFlrZ2U1aWp4ZEoxTVpJQUJwMGQ0Z2VweUlTfkJGaWRXQVFBQUFBJCQAAAAAAAAAAAEAAABdz4AlY3N10KHW0wAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAMGJ~1XBif9VU; ispeed_lsm=0; BDRCVFR[S_ukKV6dOkf]=mk3SLVN4HKm; BD_CK_SAM=1; H_PS_PSSID=1429_14603_12867_17447_17245_16937_17003_15940_12230_17351_16011_17051; BD_UPN=1a314753; sugstore=1; H_PS_645EC=ab8fCT41tKelcC3E%2BEU78Af4afyPd5vkuKRlLeUtva2ucdKprySVETfLkIn1K3SxYok; BDSVRTM=0
更多的请求报文属性可以访问更多Http报文属性
响应报文：
//302是http响应的状态码，302代表永久重定向 HTTP/1.1 302 Moved Temporarily Date: Wed, 30 Sep 2015 04:40:53 GMT //Content-Type是MIME的类型 Content-Type: text/html //响应的字节长度 Content-Length: 215 Connection: Keep-Alive //在重定向时使用，在请求一个新的资源的时候使用 Location: https://www.baidu.com/ //服务器的一个名称 Server: BWS/1.1 //建议的浏览器渲染引擎 X-UA-Compatible: IE=Edge,chrome=1 //设置客户端cookies Set-Cookie: BD_LAST_QID=14746362566880008569; path=/; Max-Age=1 //下面是响应正文 <html> <head><title>302 Found</title></head> <body bgcolor="white"> <center><h1>302 Found</h1></center> <hr><center>pr-nginx_1-0-249_BRANCH Branch Time : Wed Sep 23 14:17:25 CST 2015</center> </body> </html>
2、Http的状态码含义
http的状态码是针对响应来讲的，http状态码分为5类33种：
* 1XX
* 2XX
* 3XX
* 4XX
* 5XX
1XX：告诉客户端已经收到了请求
2XX：表示处理成功，包括收到请求、解析了请求信息、受理请求、响应请求等内容
3XX：表示重定向其他URL，客户端要重新发送请求完成后面的处理
4XX：表示客户端错误，如语法错误、资源不存在、访问禁止等
5XX：表示服务端错误，后台异常、版本异常等
更详细的状态码信息可以访问更多Http状态码
3、Http request的几种类型
4、Http1.1和Http1.0的区别
可扩展性：HTTP/1.1定义Via头域，增加了版本号的支持
缓存：HTTP/1.1增加对缓存的重激活机制（revalidation），使用ETag头域唯一描述一个资源；HTTP/1.1增加了Cache-Control头域支持可扩展的指令集
带宽优化：HTTP/1.1中允许请求资源的某部分，而不是整个资源
长连接:HTTP/1.0只支持浏览器与服务器保持短暂的连接，浏览器的每次请求都要建立一个新的连接。而HTTP/1.1允许在一个TCP连接上可以传送多个HTTP请求和响应。HTTP/1.1协议的持续连接有两种方式，即非流水线方式和流水线方式。非流水线方式的特点是，客户在收到前一个响应后才能发出下一个请求；流水线方式的特点是，客户在收到HTTP的响应报文之前就能接着发送新的请求报文
以上就是认为比较重要的区别，其他的区别可以参看这篇文章，翻译版可以参看这篇博客
5、Http怎么处理长连接
在HTTP/1.1中长连接是指一次TCP连接可以处理多次请求与响应，这样可以产生较少的网络流量，提高处理效率。在请求报文中
Connection:keep-alive就是告诉服务端保持长连接的作用
6、Cookie与Session的作用与原理
HTTP本身是无状态的，刚开始设计HTTP时，客户端只要完成了其所请求的内容就可以say bye了。但是人们逐渐发现，如果可以让服务器选择性响应内容，客户端获取的信息或更多针对性。但是由于http没有状态，怎么办呢？Cookie与Session就是两种解决方案，简单来说，Cookie是在客户端保持状态的方法，而Session是在服务器保持状态的方法，但是服务器必须和客户端建立联系才能把状态维持下去，所以在客户端的Cookie中有一个Session的标识，称为SessionId。
Cookie机制：服务器通过键值对的形式给客户端发送Cookie信息，当再次访问的时候从Cookie中直接读取，Cookie的内容包括：域和路径、过期时间、名字、值
以上面访问baidu.com为例：域就是baidu.com，路径就是域后面的URL，路径与域构成了Cookie的作用范围，过期时间是指cookie的生存时间，如果不指定过期时间，则默认就是浏览器会话时间，只要关闭了浏览器cookie就失效了。但是这样并不是cookie设计的初衷，通过cookie信息保存在硬盘上，当即使关闭浏览器下次打开cookie仍然是有效的。
Session机制：是一种在服务端保持状态的机制，当客户端需要为请求创建一个session的时候，服务端会检查在客户端是否包含一个session id，如果有就把这个session检索出来，如果没有就会为客户端创建一个session并且生成一个session id保存在客户端。保存session id的方式是cookie，当客户端发送请求的时候，服务器会从发送的cookie检索是否包含有session id。但是cookie是可以用户手动禁止的，那么如何在被禁止的条件下把session ID发送给服务端呢？有一种技术可以实现，就是URL重写。具体是怎么样呢？简单说就是把session id附在URL后面，这里又有两种方式：作为附加信息；作为查询参数；表单隐藏字段
“只要关闭浏览器，session就失效”的误解
要知道，虽然用户把浏览器关闭了，但是服务器对这点是透明的，服务器根本知道用户什么时候关闭了浏览器。所以简答说关闭浏览器session就消失是错误的。我们这么理解基于一个假设，由于sessionId采用的会话cookie来保存的，而会话cookie的一个特点是当浏览器关闭cookie的信息就会失效，那么session id在再次打开浏览器自然是无法找到，也就无法检索原来的session了。但是如果通过硬盘的方式存储session id，这样把原来的session id发送给服务器，就可以检索出来了。
7、电脑上访问一个网页，整个过程是怎么样的
完整的描述应该包括DNS、HTTP、TCP、OSPF、IP、ARP
简略描述如下：
1）DNS把域名解析成对应的IP
2）发送一次请求，服务器返回一个永久重定向响应，这样浏览器就知道要访问的正确网址
3）发送请求html的请求，这个连接过程基于TCP/IP三次握手四次挥手的，建立连接
4）服务器返回一个html响应
5）浏览器根据渲染引擎解析返回的html响应，呈现内容
6）继续发送内嵌在html文件其他资源的请求，比如css、js、图片资源等
7）加载整个页面
8、Ping的整个过程。ICMP报文是什么？
ICMP也叫互联网控制报文协议，是IP层的组成部分，ICMP主要用于传递差错报文以及一些不可达信息。ICMP报文分为查询报文和差错报文，当IP传输发生错误的时候会产生一个差错报文，这个报文会发送给源主机，源主机根据这个报文做出处理。
下面讲一下Ping的过程：
分为两种情况，同网段以及不同网段
先说相同网段：
1）主机A要去Ping主机B， 主机A会封装两层报文，主机A先检查自己MAC地址中是否有B的MAC地址，如果没有就向外发送一个ARP广播包
2）交换机收到这个ARP后，会检查在交换机中是否包含B的MAC地址，如果有就直接返回给A；如果没有就向所有端口发送ARP，该网段的主机的MAC如果与B的MAC地址不同就丢弃，如果主机B收到了该ARP就马上返回相同格式的ARP
3）这时主机A已经有了B的MAC地址，就把B的MAC地址封装到ICMP报中，向主机B发送一个回显请求
４）主机B收到该报文后，知道是主机A的一个回显请求，就会返回一个相同格式的报文。这样就完成了同一个网段的Ping的过程
再说不同网段：
1）主机A要去Ping一个不同网段的主机C，主机A会去找网关转发
2）如果主机A不知道网关的MAC地址，就会发送一个ARP广播一下，这样就知道了网关的MAC地址
3）网关收到主机A的ICMP报文，根据上面的目的IP，会去查找路由表，找到一个出口指针，给主机C发送一个ICMP报文
4）如果网关不知道主机C的MAC地址，就会给网关内所有的主机发送一个ARP，从而找到主机C的MAC地址
5）主机C收到主机A的报文就会给主机A发送一个回显请求。这样就完成了不同网段的Ping的请求
9、C/S模式下使用socket通信，几个关键函数
服务端涉及的关键函数有ServerSocket，accept()，IO流，close()，客户端涉及的函数有Socket，IO流，close()
10、路由器与交换机区别
路由器包含了交换机的功能，交换机主要的作用是扩展接口。比如原来只有一个接口，但是有两个人需要使用，这时就可以使用交换机来扩展接口，两个人使用各自的宽带账号上网，所以彼此的网速不会受到影响。而路由器处理扩展接口，还可以一个账号多个人上网，然而由于所有人共用一个上网账号，必然彼此的网速会收到影响，所以经常会出现，一个人在下载文件的时候，其他人的上网速率会下降的情况。
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