http深入浅出

2023年3月15日 282次阅读 来源: HTTP

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1. 简介

HTTP 协议是互联网的基础协议，也是网页开发(无论前后端)的必备知识。若想在专业技术道路上走得更坚实，绝对不可能绕开学习 HTTP 协议这一环节。对基础及核心部分的深入学习是成为一名优秀技术人员的前提。

2. http/https 背景及发展简介，基本概念简介

HTTP 是基于 TCP/IP 协议的应用层协议。它不涉及数据包（packet）传输，主要规定了客户端和服务器之间的通信格式，默认使用 80 端口。

  • 网络基础 TCP/IP:
  • HTTP 超文本传输协议(Hypertext Transfer Protocol)：

用于传输超媒体文档（如 HTML）的应用层协议。 它专为 Web 浏览器和 Web 服务器之间的通信而设计，但也可用于其他目的。 HTTP 遵循传统的客户端-服务器模型，客户端打开连接以发出请求，然后等待它收到响应。 HTTP 是无状态协议，这意味着服务器不会在两个请求之间保留任何数据（状态）。 虽然通常基于 TCP / IP 层，但它可以在任何可靠的传输层上使用; 也就是说，一种不会无声地丢失消息的协议，例如 UDP。

  • HTTP 是一种允许获取资源的协议，例如 HTML 文档。 它是 Web 上任何数据交换和客户端- 服务器协议的基础，这意味着请求由接收者（通常是 Web 浏览器）发起。 从所获取的不同子文档重建完整文档，例如文本，布局描述，图像，视频，脚本等。

《http深入浅出》

  • URI/URL/URN:
    • URI(Uniform Resource Indentifier):由某个协议方案表示等资源定位标识符。包含 UIL（Location）和 URN（永久资源定位符）
  • 报文格式： 《http深入浅出》

三次握手

确保数据到达目标：三次 🤝（three-way handshaking） TCP 的 flag：SYN（synchronize）和 ACK（acknowledgement）

  • syn
  • syn + ack
  • ack 《http深入浅出》

http 发展

  • http/0.9
    • 只有一个命令 get
    • 协议规定，服务器只能回应 HTML 格式的字符串，不能回应别的格式。
    • 没有 header 等描述数据的信息
    • 服务器发送完毕，tcp 连接就关闭

  • http/1.0

    • 任何格式的内容都可以发送。这使得互联网不仅可以传输文字，还能传输图像、视频、二进制文件
    • 更多命令(GET 命令，还引入了 POST 命令和 HEAD)
    • HTTP 请求和回应的格式也变了。除了数据部分，每次通信都必须包括头信息（HTTP header），用来描述一些元数据。
    • 其他的新增功能还包括状态码（status code）、多字符集支持、多部分发送（multi-part type）、权限（authorization）、缓存（cache）、内容编码（content encoding）等。
    • HTTP/1.0 版的主要缺点是，每个 TCP 连接只能发送一个请求。
    • Content-Type 字段:关于字符的编码，1.0 版规定，头信息必须是 ASCII 码，后面的数据可以是任何格式。因此，服务器回应的时候，必须告诉客户端，数据是什么格式
  • http/1.1
    • 持久连接（persistent connection）:TCP 连接默认不关闭，可以被多个请求复用，不用声明Connection: keep-alive。
    • pipeline:在同一个 TCP 连接里面，客户端可以同时发送多个请
    • Content-Length 字段:一个 TCP 连接现在可以传送多个回应，势必就要有一种机制，区分数据包是属于哪一个回应,声明本次回应的数据长度.
    • 分块传输编码:产生一块数据，就发送一块，采用”流模式”（stream）取代”缓存模式”（buffer)
    • 增加 host 和其它命令(PUT、PATCH、HEAD、 OPTIONS、DELETE),客户端请求的头信息新增了 Host 字段，用来指定服务器的域名.Host: mp.weixin.qq.com
    • 缺点：队头堵塞，为了避免这个问题，只有两种方法：一是减少请求数，二是同时多开持久连接。这导致了很多的网页优化技巧，比如合并脚本和样式表、将图片嵌入 CSS 代码、域名分片（domain sharding）等等。

  • SPDY 协议：2009 年，谷歌公开了自行研发的 SPDY 协议，主要解决 HTTP/1.1 效率不高的问题。这个协议在 Chrome 浏览器上证明可行以后，就被当作 HTTP/2 的基础

  • http2（2015 年，HTTP/2 发布。它不叫 HTTP/2.0，是因为标准委员会不打算再发布子版本了，下一个新版本将是 HTTP/3。）
    • 只有在 HTTPS 环境才会生效
    • 二进制协议：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。可以定义额外的帧
    • 多工（Multiplexing）：同一个连接里发送多个请求无需按顺序
    • 数据流：每个请求或回应的所有数据包，称为一个数据流（stream）。每个数据流都有一个独一无二的编号。数据包发送的时候，都必须标记数据流 ID，用来区分它属于哪个数据流。另外还规定，客户端发出的数据流，ID 一律为奇数，服务器发出的，ID 为偶数。HTTP/2 可以取消某一次请求，同时保证 TCP 连接还打开着，可以被其他请求使用。客户端还可以指定数据流的优先级。优先级越高，服务器就会越早回应。
    • 头信息压缩（header compression）： 推送更高效，一方面，头信息使用 gzip 或 compress 压缩后再发送；另一方面，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。
    • 服务器推送（server push）：HTTP/2 允许服务器未经请求，主动向客户端发送资源。服务器可以预期到客户端请求网页后，很可能会再请求静态资源，所以就主动把这些静态资源随着网页一起发给客户端了。

3. http 常见特性总结及梳理

4. 常见跨域情形，几种常见跨域解决方案及原理

浏览器同源政策及其规避方法

  • 同源策略（Same-origin_policy）
  • 同源：协议&&域名&&端口三者均相同；
  • 同源目的：保证用户信息的安全，防止恶意的网站窃取数据；
  • 同源限制：
    • Cookie、LocalStorage 和 IndexDB 无法读取；
    • DOM 无法获得；
    • AJAX 请求不能发送
  • Ajax：同源政策规定，AJAX 请求只能发给同源的网址.除了架设服务器代理（浏览器请求同源服务器，再由后者请求外部服务），有三种方法规避这个限制:
    • jsonp:简单，老式浏览器全部支持，服务器改造非常小.不受同源政策限制；服务器收到请求后，将数据放在一个指定名字的回调函数里传回来。但只支持 GET 请求。
    • websocket:WebSocket 是一种通信协议，使用 ws://（非加密）和 wss://（加密）作为协议前缀。该协议不实行同源政策，只要服务器支持，就可以通过它进行跨源通信。有一个字段是 Origin，表示该请求的请求源（origin），即发自哪个域名.
    • CORS:
      • CORS 需要浏览器和服务器同时支持。目前，所有浏览器都支持该功能，IE 浏览器不能低于 IE10。
      • 请求分类：
        • 简单请求（simple request）：
          1. 请求方法是以下三种方法之一：HEAD/GET/POST
          2. HTTP 的头信息不超出以下几种字段： Accept/Accept-Language/Content-Language/Last-Event-ID/Content-Type：只限于三个值 application/x-www-form-urlencoded、multipart/form-data、text/plain
        • 非简单请求（not-so-simple request）：非上
      • 请求分类处理：
        • 简单请求：
          • 头信息之中，增加一个 Origin 字段：说明，本次请求来自哪个源（协议 + 域名 +端口）。服务器根据这个值，决定是否同意这次请求。
          • 如果 Origin 指定的域名在许可范围内，服务器返回的响应，会多出几个头信息字段。
            • Access-Control-Allow-Origin：必须，接受请求的域名

            • Access-Control-Allow-Credentials：可选，是否允许发送 Cookie。如果要把 Cookie 发到服务器，一方面要服务器同意，指定 Access-Control-Allow-Credentials 字段。Access-Control-Allow-Credentials: true;另一方面，开发者必须在 AJAX 请求中打开 withCredentials 属性。var xhr = new XMLHttpRequest();xhr.withCredentials = true; ⚠️：如果要发送 Cookie，Access-Control-Allow-Origin 就不能设为星号，必须指定明确的、与请求网页一致的域名。同时，Cookie 依然遵循同源政策，只有用服务器域名设置的 Cookie 才会上传，其他域名的 Cookie 并不会上传，且（跨源）原网页代码中的 document.cookie 也无法读取服务器域名下的 Cookie

            • Access-Control-Expose-Headers：可选。CORS 请求时，XMLHttpRequest 对象的 getResponseHeader()方法只能拿到 6 个基本字段：Cache-Control、Content-Language、Content-Type、Expires、Last-Modified、Pragma。如果想拿到其他字段，就必须在 Access-Control-Expose-Headers 里面指定
        • 非简单请求：对服务器有特殊要求的请求，比如请求方法是 PUT 或 DELETE，或者 Content-Type 字段的类型是 application/json。非简单请求的 CORS 请求，会在正式通信之前，增加一次 HTTP 查询请求，称为”预检”请求（preflight）。
          • 预检请求：非简单请求的 CORS 请求，会在正式通信之前，增加一次 HTTP 查询请求，称为”预检”请求（preflight）。
            OPTIONS /cors HTTP/1.1
Origin: http://api.bob.com
Access-Control-Request-Method: PUT //CORS请求会用到哪些HTTP方法
Access-Control-Request-Headers: X-Custom-Header
Host: api.alice.com // 浏览器CORS请求会额外发送的头信息字段
Accept-Language: en-US
Connection: keep-alive
User-Agent: Mozilla/5.0...
          • 预检响应：
            HTTP/1.1 200 OK
Date: Mon, 01 Dec 2008 01:15:39 GMT
Server: Apache/2.0.61 (Unix)
Access-Control-Allow-Origin: http://api.bob.com  //同意跨源的url
Access-Control-Allow-Methods: GET, POST, PUT //服务器支持的所有跨域请求的方法
Access-Control-Allow-Headers: X-Custom-Header //服务器支持的所有头信息字段，不限于浏览器在"预检"中请求的字段  
Access-Control-Max-Age ：3600 //本次预检请求的有效期，单位为秒。
Content-Type: text/html; charset=utf-8
Content-Encoding: gzip
Content-Length: 0
Keep-Alive: timeout=2, max=100
Connection: Keep-Alive
Content-Type: text/plain

跨域通用解决方案

5. RESTful 简介

REST(REpresentational State Transfer)这个概念，首次出现是在 2000 年 Roy Thomas Fielding（他是 HTTP 规范的主要编写者之一）的博士论文中，它指的是一组架构约束条件和原则。满足这些约束条件和原则的应用程序或设计就是 RESTful 的。

简单地理解就是@Ivony 老师：URL 定位资源，用 HTTP 动词（GET,POST,DELETE,DETC）描述操作。

要理解什么是 REST，我们需要理解下面几个概念:

  • 资源（Resources） REST 是”表现层状态转化”，其实它省略了主语。”表现层”其实指的是”资源”的”表现层”。

    那么什么是资源呢？就是我们平常上网访问的一张图片、一个文档、一个视频等。这些资源我们通过 URI 来定位，也就是一个 URI 表示一个资源。

  • 表现层（Representation）

    资源是做一个具体的实体信息，他可以有多种的展现方式。而把实体展现出来就是表现层，例如一个 txt 文本信息，他可以输出成 html、json、xml 等格式，一个图片他可以 jpg、png 等方式展现，这个就是表现层的意思。

    URI 确定一个资源，但是如何确定它的具体表现形式呢？应该在 HTTP 请求的头信息中用 Accept 和 Content-Type 字段指定，这两个字段才是对”表现层”的描述。

  • 状态转化（State Transfer）

    访问一个网站，就代表了客户端和服务器的一个互动过程。在这个过程中，肯定涉及到数据和状态的变化。而 HTTP 协议是无状态的，那么这些状态肯定保存在服务器端，所以如果客户端想要通知服务器端改变数据和状态的变化，肯定要通过某种方式来通知它。

    客户端能通知服务器端的手段，只能是 HTTP 协议。具体来说，就是 HTTP 协议里面，四个表示操作方式的动词：GET、POST、PUT、DELETE。它们分别对应四种基本操作：GET 用来获取资源，POST 用来新建资源（也可以用于更新资源），PUT 用来更新资源，DELETE 用来删除资源。

综合上面的解释，我们总结一下什么是 RESTful 架构：

  • （1）每一个 URI 代表一种资源；
  • （2）客户端和服务器之间，传递这种资源的某种表现层；
  • （3）客户端通过四个 HTTP 动词，对服务器端资源进行操作，实现”表现层状态转化”。

Web 应用要满足 REST 最重要的原则是:客户端和服务器之间的交互在请求之间是无状态的,即从客户端到服务器的每个请求都必须包含理解请求所必需的信息。如果服务器在请求之间的任何时间点重启，客户端不会得到通知。此外此请求可以由任何可用服务器回答，这十分适合云计算之类的环境。因为是无状态的，所以客户端可以缓存数据以改进性能。

另一个重要的 REST 原则是系统分层，这表示组件无法了解除了与它直接交互的层次以外的组件。通过将系统知识限制在单个层，可以限制整个系统的复杂性，从而促进了底层的独立性。

下图即是 REST 的架构图：

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图 8.5 REST 架构图

当 REST 架构的约束条件作为一个整体应用时，将生成一个可以扩展到大量客户端的应用程序。它还降低了客户端和服务器之间的交互延迟。统一界面简化了整个系统架构，改进了子系统之间交互的可见性。REST 简化了客户端和服务器的实现，而且对于使用 REST 开发的应用程序更加容易扩展。

下图展示了 REST 的扩展性：

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图 8.6 REST 的扩展性

RESTful 的实现

Go 没有为 REST 提供直接支持，但是因为 RESTful 是基于 HTTP 协议实现的，所以我们可以利用net/http包来自己实现，当然需要针对 REST 做一些改造，REST 是根据不同的 method 来处理相应的资源，目前已经存在的很多自称是 REST 的应用，其实并没有真正的实现 REST，我暂且把这些应用根据实现的 method 分成几个级别，请看下图：

《http深入浅出》

图 8.7 REST 的 level 分级

上图展示了我们目前实现 REST 的三个 level，我们在应用开发的时候也不一定全部按照 RESTful 的规则全部实现他的方式，因为有些时候完全按照 RESTful 的方式未必是可行的，RESTful 服务充分利用每一个 HTTP 方法，包括DELETE和PUT。可有时，HTTP 客户端只能发出GET和POST请求：

  • HTML 标准只能通过链接和表单支持GET和POST。在没有 Ajax 支持的网页浏览器中不能发出PUT或DELETE命令

  • 有些防火墙会挡住 HTTP PUT和DELETE请求，要绕过这个限制，客户端需要把实际的PUT和DELETE请求通过 POST 请求穿透过来。RESTful 服务则要负责在收到的 POST 请求中找到原始的 HTTP 方法并还原。

我们现在可以通过POST里面增加隐藏字段_method这种方式可以来模拟PUT、DELETE等方式，但是服务器端需要做转换。我现在的项目里面就按照这种方式来做的 REST 接口。当然 Go 语言里面完全按照 RESTful 来实现是很容易的，我们通过下面的例子来说明如何实现 RESTful 的应用设计。

6. Nginx 特点，概念及常见配置

TODO:

7. https(TLS)简介及升级

  • 图解 SSL/TLS 协议
  • SSL/TLS 协议运行机制的概述
  • TLS 协议：Transport Layer Security protocol
  • 握手过程：开始加密通信之前，客户端和服务器首先必须建立连接和交换参数，这个过程叫做握手（handshake）。

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    • 第一步，爱丽丝给出协议版本号、一个客户端生成的随机数（Client random），以及客户端支持的加密方法。

    • 第二步，鲍勃确认双方使用的加密方法，并给出数字证书、以及一个服务器生成的随机数（Server random）。

    • 第三步，爱丽丝确认数字证书有效，然后生成一个新的随机数（Premaster secret），并使用数字证书中的公钥，加密这个随机数，发给鲍勃。

    • 第四步，鲍勃使用自己的私钥，获取爱丽丝发来的随机数（即 Premaster secret）。

    • 第五步，爱丽丝和鲍勃根据约定的加密方法，使用前面的三个随机数，生成”对话密钥”（session key），用来加密接下来的整个对话过程。

  • 《http深入浅出》

如何将一个 HTTP 网站升级到 HTTPS

  • 一、获取证书:证书是一个二进制文件，里面包含经过认证的网站公钥和一些元数据，要从经销商购买。
  • 二、安装证书
  • 三、修改链接:网页加载的 HTTP 资源，要全部改成 HTTPS 链接
<!-- 改法一 -->
<script src="https://foo.com/jquery.js"></script>
<!-- 改法二:根据当前网页的协议，加载相同协议的外部资源，更灵活一些 -->
<script src="//foo.com/jquery.js"></script>
  • 四、301 重定向:修改 Web 服务器的配置文件，使用 301 重定向，将 HTTP 协议的访问导向 HTTPS 协议
  • 五、安全措施
    • 确保浏览器只在使用 HTTPS 时，才发送 Cookie。 网站响应头里面，Set-Cookie 字段加上 Secure 标志即可。
Set-Cookie: LSID=DQAAAK...Eaem_vYg; Secure

8. 参考连接

    原文作者：HTTP
    原文地址: https://juejin.im/entry/5b43fbc3e51d45194c0ce49f
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