HTTP协议介绍

HTTP协议(HyperText Transfer Protocol,超文本传输协议)是互联网上应用最为广泛的一种网络协议。所有的WWW文件都必须遵守这个标准。

本节索引

一、套接字概念

二、HTTP相关术语

三、HTTP工作机制

四、HTTP请求、响应报文格式

五、网站访问量统计

六、HTTP状态码

 

HTTP协议(HyperText Transfer Protocol,超文本传输协议)是互联网上应用最为广泛的一种网络

协议。所有的WWW文件都必须遵守这个标准。

HTTP是一个基于TCP/IP通信协议来传递数据(HTML 文件, 图片文件, 查询结果等)。

 

一、套接字概念

跨Internet的主机间通讯时,在建立通信连接的每一端,进程间的传输要有两个标志:

IP地址和端口号,合称为套接字地址(socket address)

客户机套接字地址定义了一个唯一的客户进程

服务器套接字地址定义了一个唯一的服务器进程

套接字

Socket:套接字,进程间通信IPC的一种实现,允许位于不同主机(或同一主机)上

不同进程之间进行通信和数据交换,SocketAPI出现于1983年,4.2 BSD实现

Socket API:封装了内核中所提供的socket通信相关的系统调用

Socket Domain:根据其所使用的地址

     AF_INET:Address Family,IPv4

       AF_INET6:IPv6

AF_UNIX:同一主机上不同进程之间通信时使用

Socket Type:根据使用的传输层协议

      SOCK_STREAM:流,tcp套接字,可靠地传递、面向连接

     SOCK_DGRAM:数据报,udp套接字,不可靠地传递、无连接

         SOCK_RAW: 裸套接字,无须tcp或tdp,APP直接通过IP包通信

 

套接字相关的系统调用:

socket(): 创建一个套接字

bind():绑定IP和端口

listen():监听

accept():接收请求

connect():请求连接建立

write():发送

read():接收

close():关闭连接

 

 

相关通信过程如下图:

http通信服务过程

 

二、HTTP相关术语

http:Hyper Text Transfer Protocol, 80/tcp

html: Hyper Text Markup Language 超文本标记语言,编程语言

示例:

<html>

<head>

<title>html语言</title>

</head>

<body>

<h1>标题1</h1>

<p><a href=http://www.wxlinux.com>你好</a>欢迎访问</p>

<h2>标题2</h2>

</body>

</html>

 

CSS: Cascading Style Sheet 层叠样式表

 

js: javascript 

 

MIME: Multipurpose Internet Mail Extensions

多用途互联网邮件扩展 /etc/mime.types

格式:major/minor

text/plain

text/html

text/css

image/jpeg

image/png

video/mp4

application/javascript

参考:http://www.w3school.com.cn/media/media_mimeref.asp

 

URI(Uniform Resource Identifier)统一资源标识,分为URL和URN

 

URN: Uniform Resource Naming,统一资源命名

示例: P2P下载使用的磁力链接是URN的一种实现

magnet:?xt=urn:btih:660557A6890EF888666

URL: Uniform Resorce Locator,统一资源定位符,用于描述某服务器某特定资

源位置

 

URN与URL区别:

URN如同一个人的名称,而URL代表一个人的住址。换言之,URN定义某事物的身份,

而URL提供查找该事物的方法。URN仅用于命名,而不指定地址

 

URL的组成

格式:

<scheme>://<user>:<password>@<host>:<port>/<path>;<params>?<query>#<frag> 

schame:方案,访问服务器以获取资源时要使用哪种协议

user:用户,某些方案访问资源时需要的用户名

password:密码,用户对应的密码,中间用:分隔

Host:主机,资源宿主服务器的主机名或IP地址

port:端口,资源宿主服务器正在监听的端口号,很多方案有默认端口号

path:路径,服务器资源的本地名,由一个/将其与前面的URL组件分隔

params:参数,指定输入的参数,参数为名/值对,多个参数,用;分隔

query:查询,传递参数给程序,如数据库,用?分隔,多个查询用&分隔

frag:片段,一小片或一部分资源的名字,此组件在客户端使用,用#分隔

 

示例:

http://www.wxlnux.com:8080/images/logo.jpg

ftp://wang:password@172.16.0.1/pub/linux.ppt

rtsp://videoserver/video_demo/

Real Time Streaming Protocol

http://www.wxlinux.com/bbs/hello;gender=f/send;type=title

https://list.jd.com/list.html?cat=670,671,672&ev=149_2992&sort=sort_t

otalsales15_desc&trans=1

 

 

目前主流使用的http版本有1.1版本2.0版本

 

http/1.1:1997年1月

1)引入了持久连接(persistent connection),即TCP连接默认不关闭,可以被多个请求

复用,不用声明Connection: keep-alive。对于同一个域名,大多数浏览器允许同时建

立6个持久连接

2)引入了管道机制(pipelining),即在同一个TCP连接里,客户端可以同时发送多个请

求,进一步改进了HTTP协议的效率

3)新增方法:PUT、PATCH、OPTIONS、DELETE

4)同一个TCP连接里面,所有的数据通信是按次序进行的。服务器只能顺序处理回应,

前面的回应慢,会有许多请求排队,造成”队头堵塞”(Head-of-line blocking)

5)为避免上述问题,两种方法:一是减少请求数,二是同时多开持久连接。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

6)HTTP 协议不带有状态,每次请求都必须附上所有信息。请求的很多字段都是重复的,

浪费带宽,影响速度

 

Spdy:2009年,谷歌研发,解决 HTTP/1.1 效率不高问题

http/2.0:2015年

1)头信息和数据体都是二进制,称为头信息帧和数据帧

2)复用TCP连接,在一个连接里,客户端和浏览器都可以同时发送多个请求或

回应,且不用按顺序一一对应,避免了“队头堵塞“,此双向的实时通信称为

多工(Multiplexing)

3)引入头信息压缩机制(header compression),头信息使用gzip或compress

压缩后再发送;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,不发送同样字段,只发送索引号,提高速度

4)HTTP/2 允许服务器未经请求,主动向客户端发送资源,即服务器推送

(server push)

 

三、HTTP工作机制

工作机制:

http请求:http request

http响应:http response

一次http事务:请求<–>响应

请求相应模型

 

http协议:stateless 无状态

服务器无法持续追踪访问者来源

解决http协议无状态方法

cookie  客户端存放

session 服务端存放

 

Cookie

HTTP 是一种无状态协议。协议自身不对请求和响应之间的通信状态进行保存。

也就是说在 HTTP 这个级别,协议对于发送过的请求或响应都不做持久化处理。

这是为了更快地处理大量事务,确保协议的可伸缩性,而特意把 HTTP 协议设

计成如此简单的。可是随着 Web 的不断发展,很多业务都需要对通信状态进行

保存。于是引入了 Cookie 技术。使用 Cookie 的状态管理Cookie 技术通过在

请求和响应报文中写入 Cookie 信息来控制客户端的状态。Cookie 会根据从服

务器端发送的响应报文内的一个叫做 Set-Cookie 的首部字段信息,通知客户端

保存Cookie。当下次客户端再往该服务器发送请求时,客户端会自动在请求报

文中加入 Cookie 值后发送出去。服务器端发现客户端发送过来的 Cookie 后,

会去检查究竟是从哪一个客户端发来的连接请求,然后对比服务器上的记录,

最后得到之前的状态信息

cookie

Web资源:web resource

一个网页由多个资源构成,打开一个页面,会有多个资源展示出来,但是每个资源都

要单独请求。因此,一个“Web 页面”通常并不是单个资源,而是一组资源的集合

静态文件:无需服务端做出额外处理

    文件后缀:.jpg, .html, .txt, .js, .css, .mp3, .avi

动态文件:服务端执行程序,返回执行的结果

文件后缀:.asp, .php, .jsp

 

提高HTTP连接性能

并行连接:通过多条TCP连接发起并发的HTTP请求

持久连接:keep-alive,长连接,重用TCP连接,以消除连接和关闭的时延,以事

务个数和时间来决定是否关闭连接

管道化连接:通过共享TCP连接发起并发的HTTP请求

复用的连接:交替传送请求和响应报文(实验阶段)

 

串行连接:

串行连接

并行连接:

并行连接

串行、持久连接和管道化连接

持久连接

 

四、HTTP请求、相应报文格式

request报文

<method> <request-URL> <version>

<headers>

<entity-body>

请求报文

response报文

<version> <status> <reason-phrase>

<headers>

<entity-body>

响应报文

 

Method:

请求方法:标明客户端希望服务器对资源执行的动作

GET:从服务器获取一个资源

HEAD:只从服务器获取文档的响应首部

POST:向服务器输入数据,通常会再由网关程序继续处理

PUT:将请求的主体部分存储在服务器中,如上传文件

DELETE:请求删除服务器上指定的文档

TRACE:追踪请求到达服务器中间经过的代理服务器

OPTIONS:请求服务器返回对指定资源支持使用的请求方法

version:

HTTP/<major>.<minor>

status:

三位数字,如200,301, 302, 404, 502; 标记请求处理过程中发生的情况

reason-phrase:

状态码所标记的状态的简要描述

headers:

每个请求或响应报文可包含任意个首部;每个首部都有首部名称,后面跟一

个冒号,而后跟一个可选空格,接着是一个值

entity-body:

请求时附加的数据或响应时附加的数据

 

五、网站访问量统计

IP(独立IP):即Internet Protocol,指独立IP数。一天内来自相同客户机IP地址只

计算一次,记录远程客户机IP地址的计算机访问网站的次数,是衡量网站流量

的重要指标

PV(访问量): 即Page View, 页面浏览量或点击量,用户每次刷新即被计算一

次,PV反映的是浏览某网站的页面数,PV与来访者的数量成正比,PV并不是页

面的来访者数量,而是网站被访问的页面数量

UV(独立访客):即Unique Visitor,访问网站的一台电脑为一个访客。一天内相

同的客户端只被计算一次。可以理解成访问某网站的电脑的数量。网站判断来

访电脑的身份是通过来访电脑的cookies实现的。如果更换了IP后但不清除

cookies,再访问相同网站,该网站的统计中UV数是不变的

网站统计:http://www.alexa.cn/rank/

 

网站访问统计示例:

甲乙丙三人在同一台通过ADSL上网的电脑上(中间没有断网),分别访问

www.wxlinux.com网站,并且每人各浏览了2个页面,那么网站的流量统计是:

IP: 1   PV:6   UV:1

若三人都是ADSL重新拨号后,各浏览了2个页面,则

IP: 3   PV:6   UV:1

 

QPS:request per second,每秒请求数

QPS= PV* 页⾯衍生连接次数/ 统计时间(86400)

并发连接数 =QPS * http平均响应时间

峰值时间:每天80%的访问集中在20%的时间里,这20%时间为峰值时间

峰值时间每秒请求数(QPS)=( 总PV数 *页⾯衍⽣连接次数)*80% ) / ( 每天秒数* 20% )

 

六、HTTP状态码

HTTP状态码由三个十进制数字组成,第一个十进制数字定义了状态码的类型,后两个数字没有分类的作

用。

HTTP状态码共分为5种类型:

状态码分类

HTTP状态码列表:

1**:信息

1

2**:成功

2

3**:重定向

3

4**:客户端错误

4-1

4-2

5**:服务器错误

5

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