HTTP：超文本传输协议，在两点之间传输超文本数据的。
双向协议：浏览器请求方A，网站应答方B，双方约定用HTTP协议来通信。浏览器把请求数据发给网站，网站把数据返回给浏览器，浏览器渲染在屏幕。
HTTP常见状态码：
1** 提示信息，表示目前是协议处理的中间状态，还需要后续操作。
2** 成功，报文已经收到并被正确处理
200 OK 表示一切正常，如果是非HEAD请求，服务器返回的响应头都会有body数据
204 No Content 响应头没有body数据
206 Parital Content 应用于HTTP分块下载或断点续传，表示响应返回的body数据不是资源的全部，而是其中的一部分，也是扶额u我i处理成功的状态。
3** 重定向，资源位置发生变动，需要客户端重新发送请求
301 Moved Permanently 表示永久重定向，说明请求的资源已经不存在了，需改用新的URL再次访问。
302 Found 表示临时重定向，说明请求的资源还在，但暂时需要用另一个URL来访问。
301 302 都会在响应头里使用字段Location，指明后续要跳转的URL，浏览器会自动重定向新的URL。
304 Not Modified不具有跳转的含义，表示资源未修改，重定向已存在的缓冲文件，也称缓存重定向，用于缓存控制。
4** 客户端错误，请求报文有误，服务器无法处理
400 Bad Requestj表示客户端请求的报文有错误,但只是个笼统的错误。
403 Forbidden表示服务器禁止访问资源,并不是客户端的请求出错。
404 Not Found表示请求的资源在服务器上不存在或未找到,所以无法提供给客户端。
5** 服务端错误，服务器在处理请求时内部发生了错误。
500 Internal Server Error与400类型,是个笼统通用的错误码,服务器发生了什么错误,我们并不知道。
501 Not Implemented表示客户端请求的功能还不支持,类似“即将开业,敬请期待”的意思。
502 Bad Gateway通常是服务器作为网关或代理时返回的错误码,表示服务器自身工作正常,访问后端服务器发生了错误。
503 Service Unavailable表示服务器当前很忙,暂时无法响应服务器,类似“网络服务正忙,请稍后重试”的意思。
HTTP字段
HOST 客户端发送请求时，用来指定服务器的域名
Content-Length-字段 服务器在返回数据时,会有 Content-Length-字段,表明本次回应的数据长度。
Connection字段 Connection字段最常用于客户端要求服务器使用TCP持久连接,以便其他请求复用。
HTTP/1.1版本的默认连接都是持久连接,但为了兼容老版本的HTTP,需要指定 HTTP/1.1 , HTTP, connec首部字段的值为Keep- Alive。一个可以复用的TCP连接就建立了,直到客户端或服务器主动关闭连接。但是,这不是标准字段。
Content--type字段 Content--type字段用于服务器回应时,告诉客户端,本次数据是什么格式。客户端请求的时候,可以使用 Accept字段声明自己可以接受哪些数据格式。
Content-Encoding-字段 Content-Encoding-字段说明数据的压缩方法。表示服务器返回的数据使用了什么压缩格式。客户端在请求时,用 Accept-Encoding-字段说明自己可以接受哪些压缩方法。
Get方法的含义是请求从服务器获取资源,这个资源可以是静态的文本、页面、图片视频等。
POST方法则是相反操作,它向URI指定的资源提交数据,数据就放在报文的body里。
GET方法就是安全且幂等的,因为它是「只读」操作,无论操作多少次,服务器上的数据都是安全的,且每次的结果都是相同的。
POST因为是「新增或提交数据」的操作,会修改服务器上的资源,所以是不安全的,且多次提交数据就会创建多个资源,所以不是幂等的。
HTTP基本的报文格式就是 HTTP header + body, key-value ,+boy,头部信息也是key-value简单文本的形式,易于理解,
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。
HTTP由于是工作在应用层(OSI第七层),它下层可以随意变化。HTTPS , HTTP/3 TCP也就是在HTTP与TCP层之间增加了SSL/TLS安全传输层,HTTP/甚至把TCP层换成了基于UDP的QUIC。
HTTP的应用范围非常的广泛,天然具有跨平台的优越性。
1.无状态双刃剑
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。
对于无状态的问题,解法方案有很多种,其中比较简单的方式用 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。
2.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 Wireshark台或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。
HTTP的所有信息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。
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 , SSL/TLS,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。
HTTP协议是基于TCP/IP,并且使用了「请求-应答」的通信模式
1.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,HTP/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。
2.管道网络传输
HTTP/1.1采用了长连接的方式,这使得管道( HTTP/1.1 ,(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」。
3.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」。
http与 HTTPS有哪些区别?
1.HTTP是超文本传输协议,信息是明文传输,存在安全风险的问题。 HTTPS则解决HTTP不安全的缺陷,在TCP和HTTP网络层之间加入了SSL/TLS安全协议,使得报文能够加密传输。
2.HTTP连接建立相对简单,TCP三次握手之后便可进行HTTP的报文传输。而 HTTPS 在TCP三次握手之后,还需进行SSL/TLS的握手过程,才可进入加密报文传输。
3.HTT的端口号是80, HTTPS 的端口号是443
4. HTTPS协议需要向CA(证书权威机构)申请数字证书,来保证服务器的身份是可信的。
HTTPS 在HTTP与TCP层之间加入了SL/TLS协议,可以很好的解决了上述的风险
信息加密:交互信息无法被窃取,但你的号会因为「自身忘记」账号而没。
校验机制:无法篡改通信内容,篡改了就不能正常显示,但百度「竞价排名」依然可以搜索垃圾广告。
身份证书:证明淘宝是真的淘宝网,但你的钱还是会因为「剁手」而没。
HTTPS?是如何解决上面的三个风险的?
混合加密的方式实现信息的机密性,解决了窃听的风险。
摘要算法的方式来实现完整性,它能够为数据生成独一无二的「指纹」,指纹用于校验数据的完整性,解决了篡改的风险。
将服务器公钥放入到数字证书中,解决了冒充的风险。
1.混合加密
通过混合加密的方式可以保证信息的机密性,解决了窃听的风险。
HTTPS采用的是对称加密和非对称加密结合的「混合加密」方式在通信建立前采用非对称加密的方式交换「会话秘钥」,后续就不再使用非对称加密。在通信过程中全部使用对称加密的「会话秘钥」的方式加密明文数据。采用「混合加密」的方式的原因:对称加密只使用一个密钥,运算速度快,密钥必须保密,无法做到安全的密钥交换。非对称加密使用两个密钥:公钥和私钥,公钥可以任意分发而私钥保密,解决了密钥交换问题但速度慢。
2.摘要算法
摘要算法用来实现完整性,能够为数据生成独一无二的「指纹」,用于校验数据的完整性,解决了篡改的风险。客户端在发送明文之前会通过摘要算法算出明文的「纹」,发送的时候把「指纹+明文」一同加密成密文后,发送给服务器,服务器解密后,用相同的摘要算法算出发送过来的明文,通过比较客户端携带的「指纹」和当前算出的「指纹」做比较,若「指纹」相同,说明数据是完整的。
3.数字证书
客户端先向服务器端索要公钥,然后用公钥加密信息,服务器收到密文后,用自己的私钥解密。这就存在些问题,如何保证公钥不被篡改和信任度?所以这里就需要借助第三方权威机构CA(数字证书认证机构),将服务器公钥放在数字证书(由数字证书认证机构颁发)中,只要证书是可信的,公钥就是可信的。通过数字证书的方式保证服务器公钥的身份,解决冒充的风险。
HTTPS 是如何建立连接的?其间交互了什么?
SSLTLS协议基本流程:
客户端向服务器索要并验证服务器的公钥。双方协商生产「会话秘钥」。双方采用「会话秘钥」进行加密通信。
SSLTLS协议建立的详细流程:
1. ClientHello
首先,由客户端向服务器发起加密通信请求,也就是 clientHello请求。在这一步,客户端主要向服务器发送以下信息:
(1)客户端支持的SSL/TLS协议版本,如TLS1.2版本。
(2)客户端生产的随机数( Client Random),后面用于生产「会话秘钥」
(3)客户端支持的密码套件列表,如RSA加密算法。
2. SeverHello
服务器收到客户端请求后,向客户端发出响应,也就是 SeverHello。服务器回应的内容有如下内容:
(1)确认SSLTLS协议版本,如果浏览器不支持,则关闭加密通信。
(2)服务器生产的随机数( Server Random)后面用于生产「会话秘钥」
(3)确认的密码套件列表,如RSA加密算法。
(4)服务器的数字证书。
3.客户端回应
客户端收到服务器的回应之后,首先通过浏览器或者操作系统中的CA公钥,确认服务器的数字证书的真实性。如果证书没有问题,客户端会从数字证书中取出服务器的公钥,然后使用它加密报文,向服务器发送如下信息:
(1)一个随机数(pre -master- key)。该随机数会被服务器公钥加密。
(2)加密通信算法改变通知,表示随后的信息都将用「会话秘钥」加密通信。
(3)客户端握手结束通知,表示客户端的握手阶段已经结束。这一项同时把之前所有内容的发生的数据做个摘要,用来供服务端校验。
上面第一项的随机数是整个握手阶段的第三个随机数,这样服务器和客户端就同时有三个随机数,接着就用双方协商的加密算法,各自生成本次通信的「会话秘钥」。
4.服务器的最后回应
服务器收到客户端的第三个随机数(pre- master key)之后,通过协商的加密算法,计算出本次通信的「会话秘钥」。然后,向客户端发生最后的信息:
(1)加密通信算法改变通知,表示随后的信息都将用「会话秘钥」加密通信。
(2)服务器握手结束通知,表示服务器的握手阶段已经结束。这一项同时把之前所有内容的发生的数据做个摘要,用来供客户端校验。
至此,整个 SSLTLS的握手阶段全部结束。接下来,客户端与服务器进入加密通信,就完全是使用普通的HTTP协议,只不过用「会话秘钥」加密内容。
HTTP/1、HTTP/2、HTTP/3演变
HTTP/1.1相比HTTP/1.0性能上的改进:
使用TCP长连接的方式改善了HTTP/1.0短连接造成的性能开销。
支持管道(pipeline)网络传输,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。
HTTP/1.1不足
请求/响应头部(Header)未经压缩就发送,首部信息越多延迟越大。只能压缩Body的部分;
发送冗长的首部。每次互相发送相同的首部造成的浪费较多;
服务器是按请求的顺序响应的,如果服务器响应慢,会招致客户端一直请求不到数据,也就是队头阻塞;
没有请求优先级控制;
请求只能从客户端开始,服务器只能被动响应。
那HTTP/2相比HTTP/1.1性能上的改进:
1.头部压缩
HTTP/2会压缩头( HTTP/(Header))如果你同时发出多个请求,他们的头是一样的或是相似的,那么,协议会帮你消除重复的部分。这就是所谓的 HPACK算法:在客户端和服务器同时维护一张头信息表,所有字段都会存入这个表,生成一个索引号,以后就不发送同样字段了,只发送索引号,这样就提高速度了。
2.二进制格式
HTTP/2不再像HTTP/1.1里的纯文本形式的报文,而是全面采用了二进制格式,头信息和数据体都是二进制,并且统称为帧(frame):头信息帧和数据帧。
3.数据流
HTTP/2的数据包不是按顺序发送的,同一个连接里面连续的数据包,可能属于不同的回应。因此,必须要对数据包做标记,指出它属于哪个回应。每个请求或回应的所有数据包,称为一个数据流( Stream)。每个数据流都标记着一个独一无二的编号,其中规定客户端发出的数据流编号为奇数,服务器发出的数据流编号为偶数。客户端还可以指定数据流的优先级。优先级高的请求,服务器就先响应该请求。
4.多路复用
HTTP/2是可以在一个连接中并发多个请求或回应,而不用按照顺序—一对应。
移除了HTTP/1.1中的串行请求,不需要排队等待,也就不会再出现「队头阻塞」问题,降低了延迟,大幅度提高了连接的利用率。
举例来说,在一个TCP连接里,服务器收到了客户端A和B的两个请求,如果发现A处理过程非常耗时,于是就回应A请求已经处理好的部分,接着回应B请求,完成后,再回应A请求剩下的部分。
5.服务器推送
HTTP/2还在一定程度上改善了传统的「请求-应答」工作模式,服务不再是被动地响应,也可以主动向客户端发送消息。举例来说,在浏览器刚请求HTML的时候,就提前把可能会用到的JS、CSS文件等静态资源主动发给客户端,减少延时的等待,也就是服务器推送( Push,也叫 Cache Push)
HTTP/2主要的问题在于,多个HTP请求在复用一个TCP连接,下层的TCP协议是不知道有多少个HTTP请求的。所以一旦发生了丢包现象，就会触发TCP的重传机制,这样在一个TCP连接中的所有的HTTP请求都必须等待这个丢了的包被重传回来。
HTTP/1.1中的管道( pipeline),)传输中如果有一个请求阻塞了,那么队列后请求也统统被阻塞住了。HTTP/2多个请求复用一个TCP连接,一旦发生丢包,就会阻塞住所有的HTTP请求。这都是基于TCP传输层的问题,所以HTTP/3把HTTP下层的TCP协议改成了UDP!
UDP发生是不管顺序,也不管丢包的,所以不会出现HTTP/1.1的队头阻塞和HTTP/2的一个丢包全部重传问题。
大家都知道UDP是不可靠传输的,但基于UDP的QUC协议可以实现类似TCP的可靠性传输。QUIC有自己的一套机制可以保证传输的可靠性的。当某个流发生丢包时,只会阻塞这个流,其他流不会受到影响。TLS3升级成了最新的1.3版本,头部压缩算法也升级成了 QPack。HTTPS要建立一个连接,要花费6次交互,先是建立三次握手,然后是TLS/1.3的三次握手。QUIC直接把以往的TCP和TLS/1.3的6次交互合并成了3次,减少了交互次数。所以,QUC是一个在UDP之上的伪TCP+ts+TP/2的多路复用的协议。
QUIC是新协议,对于很多网络设备,根本不知道什么是QUIC,只会当做UDP,这样会出现新的问题。所以HTTP/3现在普及的进度非常的缓慢,不知道未来UDP是否能够逆袭TCP