關於HTTP協定深入理解

HTTP--Hyper Text Transfer Protocol，超文字傳輸協定，是一種建立在TCP上的無狀態連線，整個基本的工作流程是用戶端傳送一個HTTP請求，說明用戶端想要存取的資源和請求的動作，伺服器端收到請求之後，伺服器端開始處理請求，並根據請求做出相應的動作存取伺服器資源，最後通過傳送HTTP響應把結果返回給用戶端。其中一個請求的開始到一個響應的結束稱為事務，當一個事物結束後還會在伺服器端新增一條紀錄檔條目。

目錄

• HTTP請求
• HTTP響應
• HTTP報文格式
• HTTP協定版本更替
• 網站存取量

一、HTTP請求

        HTTP請求是用戶端往伺服器端傳送請求動作，告知伺服器自己的要求。

        HTTP請求由狀態行、請求頭、請求正文三部分組成：

狀態行：包括請求方式Method、資源路徑URL、協定版本Version；

請求頭：包括一些存取的域名、使用者代理、Cookie等資訊；

請求正文：就是HTTP請求的資料。

        備註：請求方式Method一般有GET、POST、PUT、DELETE，含義分別是獲取、修改、上傳、刪除，其中GET方式僅僅為獲取伺服器資源，方式較為簡單，因此在請求方式為GET的HTTP請求資料中，請求正文部分可以省略，直接將想要獲取的資源新增到URL中。下圖所示就是GET的請求，沒有請求正文。詳細的說明在下邊。

        現在大多數協定版本為http/1.1

        下圖所示為POST請求的格式，有狀態行、請求頭、請求正文三部分。

二、HTTP響應

2.1 響應資料格式

        伺服器收到了用戶端發來的HTTP請求後，根據HTTP請求中的動作要求，伺服器端做出具體的動作，將結果回應給用戶端，稱為HTTP響應。

        HTTP響應由三部分組成：狀態行、響應頭、響應正文；

狀態行：包括協定版本Version、狀態碼Status Code、回應短語；

響應頭：包括搭建伺服器的軟體，傳送響應的時間，回應資料的格式等資訊；

響應正文：就是響應的具體資料。

        備註：我們主要關心並且能夠在用戶端瀏覽器看得到的是三位數的狀態碼，不同的狀態碼代表不同的含義，其中

1xx	表示HTTP請求已經接受，繼續處理請求
2xx	表示HTTP請求已經處理完成
3xx	表示把請求存取的URL重定向到其他目錄
4xx	表示用戶端出現錯誤
5xx	表示伺服器端出現錯誤

具體HTTP響應範例如下圖：

2.2 常見狀態碼的含義

        200---OK/請求已經正常處理完畢

        301---/請求永久重定向

        302---/請求臨時重定向

        304---/請求被重定向到用戶端本地快取

        400---/用戶端請求存在語法錯誤

        401---/用戶端請求沒有經過授權

        403---/用戶端的請求被伺服器拒絕，一般為用戶端沒有存取許可權

        404---/用戶端請求的URL在伺服器端不存在

        500---/伺服器端永久錯誤

        503---/伺服器端發生臨時錯誤

2.3 HTTP響應模型

        伺服器收到HTTP請求之後，會有多種方法響應這個請求，下面是HTTP響應的四種模型：

        單進程I/O模型

伺服器端開啟一個進程，一個進程僅能處理一個請求，並且對請求順序處理；

        多進程I/O模型

伺服器端並行開啟多個進程，同樣的一個進程只能處理一個請求，這樣伺服器端就可以同時處理多個請求；

        復用I/O模型

伺服器端開啟一個進程，但是呢，同時開啟多個執行緒，一個執行緒響應一個請求，同樣可以達到同時處理多個請求，執行緒間並行執行；

        復用多執行緒I/O模型

伺服器端並行開啟多個進程，同時每個進程開啟多個執行緒，這樣伺服器端可以同時處理進程數M*每個進程的執行緒數N個請求。

三、HTTP報文格式

        HTTP報文是HTTP應用程式之間傳輸的資料塊，HTTP報文分為HTTP請求報文和HTTP響應報文，但是無論哪種報文，他的整體格式是類似的，大致都是由起始、首部、主體三部分組成，起始說明報文的動作，首部說明報文的屬性，主體則是報文的資料。接下來具體說明。

3.1 HTTP請求報文

     

        請求報文的起始由請求行構成（有些資料稱為狀態行，名字不一樣而已，都是指的一個東西），用來說明該請求想要做什麼，由<Method>、<URL>、<Version> 三個欄位組成，注意每個欄位之間都有一個空格。

        其中<Method>欄位有不同的值：

                GET   --- 存取伺服器的資源

                POST  --- 向伺服器傳送要修改的資料

                HEAD  --- 獲取伺服器文件的首部

                PUT   --- 向伺服器上傳資源

                DELETE--- 刪除伺服器的資源

        <URL>欄位表示伺服器的資源目錄定位

        <Version>欄位表示使用的http協定版本

        首部部分由多個請求頭（也叫首部行）構成，那些首部欄位名有如下，不全：

                Accept     指定用戶端能夠接收的內容格式型別

                Accept-Language 指定用戶端能夠接受的語言型別

                Accept-Ecoding  指定用戶端能夠接受的編碼型別

                User-Agent      使用者代理，向伺服器說明自己的作業系統、瀏覽器等資訊

                Connection      是否開啟持久連線（keepalive）

                Host           伺服器域名

                ...

        主體部分就是報文的具體資料。                     

3.2 HTTP響應報文

     

        響應報文的起始由狀態行構成，用來說明伺服器做了什麼，由<Version>、<Status-Code>、<Phrase>三個欄位組成，同樣的每個欄位之間留有空格；

        <Status-Code> 上邊已經說明； 

        首部由多個響應頭(也叫首部行)組成， 首部欄位名如下，不全：

                Server    伺服器軟體名，Apache/Nginx

                Date      伺服器發出響應報文的時間

                Last-Modified   請求資源的最後的修改時間

                ...

        主體部分是響應報文的具體資料。

四、HTTP協定版本更替

HTTP/0.9

        HTTP協定的最初版本，功能簡陋，僅支援請求方式GET，並且僅能請求存取HTML格式的資源。

HTTP/1.0   

        在0.9版本上做了進步，增加了請求方式POST和HEAD；不再局限於0.9版本的HTML格式，根據Content-Type可以支援多種資料格式，即MIME多用途網際網路郵件擴充套件，例如text/html、image/jpeg等；同時也開始支援cache，就是當用戶端在規定時間內存取統一網站，直接存取cache即可。

        但是1.0版本的工作方式是每次TCP連線只能傳送一個請求，當伺服器響應後就會關閉這次連線，下一個請求需要再次建立TCP連線，就是不支援keepalive。

HTTP/1.1    

        解決了1.0版本的keepalive問題，1.1版本加入了持久連線，一個TCP連線可以允許多個HTTP請求； 加入了管道機制，一個TCP連線同時允許多個請求同時傳送，增加了併行性；新增了請求方式PUT、PATCH、DELETE等。

        但是還存在一些問題，伺服器端是按佇列順序處理請求的，假如一個請求處理時間很長，則會導致後邊的請求無法處理，這樣就造成了隊頭阻塞的問題；同時HTTP是無狀態的連線，因此每次請求都需要新增重複的欄位，降低了頻寬的利用率。

HTTP/2.0

        為了解決1.1版本利用率不高的問題，提出了HTTP/2.0版本。增加雙工模式，即不僅用戶端能夠同時傳送多個請求，伺服器端也能同時處理多個請求，解決了隊頭堵塞的問題；HTTP請求和響應中，狀態行和請求/響應頭都是些資訊欄位，並沒有真正的資料，因此在2.0版本中將所有的資訊欄位建立一張表，為表中的每個欄位建立索引，用戶端和伺服器端共同使用這個表，他們之間就以索引號來表示資訊欄位，這樣就避免了1.0舊版本的重複繁瑣的欄位，並以壓縮的方式傳輸，提高利用率。

        另外也增加伺服器推播的功能，即不經請求伺服器端主動向用戶端傳送資料。

當前主流的協定版本還是HTTP/1.1版本。

五、網站存取量

        IP IP存取量

相同的公網IP計算一次，就是同一個區域網內的所有使用者存取一個網站，但是他們都是借助一個公網IP去存取那個網站的（NAT），因此這也只能算作一個IP存取量。換一次公網IP則會加1。

        PV 網頁存取量

使用者存取的頁面數就是PV存取量，同一個區域網的不同使用者，而且就算是同一個使用者，只要重新整理一次網站頁面，PV存取量就加1，三個存取量的值往往數PV的值最大。

        UV 訪客存取量

這裡的訪客不是使用者，而是電腦，一台電腦算一個訪客，即使是同一台電腦的不同使用者，存取同一個網站UV也只能加1，只有更換電腦才會使UV加1，因為伺服器端會記錄用戶端電腦的資訊。

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