精读《图解HTTP》
Web及网络基础
HTTP 诞生
为知识共享而规划 Web
1989年，CERN 提出了一种能让远隔两地的研究者们共享文档的设想，这就是万维网（World Wide Web）的雏形。
并提出了三项基本技术。即：
- 作为页面的文本标记语言 - HTML
- 作为文档传输协议 - HTTP
- 文档所在地址 - URL（统一资源定位符）
1990年，CERN 成功研发了世界上第一台Web浏览器和Web服务器
Web 成长时代
1993年1月，现代浏览器的祖先NCSA研发的MOsaic 问世了。它以内联等形式显示出HTML 的图像。
1994年，网景公司发布了Netscape
1995年微软发布了IE 1.0 和 IE 2.0，同期Apache 发布了Web 服务器
接下来的一段时间内是，网景公司和微软关于浏览器打架。每家公司都有不同的更新，导致最痛苦的便是前端开发工程师，要同时兼容多家的浏览器适配。
2000年左右，网景公司衰落，这场战争才平息。
2004年Mozilla 基金会发布了Firfox浏览器
HTTP 发展
HTTP 问世于1990年。为区别于HTTP/1.0 被称为HTTP/0.9。
1996 HTTP/1.0 作为标准被公布
1997年 HTTP 1.1 被公布
2015年 发布了 HTTP2
2020年 发布了 HTTP3
TCP/IP
TCP/IP 协议族
TCP/IP 的分层
分层的好处；1. 便于修改，只需要修改变动的层即可；2. 便于通讯；3. 设计简单，只需考虑应用层。
- 应用层 - HTTP，FTP、DNS
- 传输层 - TCP、UDP
- 网络层 - IP
- 数据链路层 - (物理层)
应用层
最上层的路线。
传输层
数据传输
可靠的TCP协议
数据分割
为了方便传输，TCP 将大块数据分割成 报文段 为单位的数据包进行管理。
确认
TCP 协议能够确认数据最终能够传输到接收方。
三次握手 TODO
网络层
用来处理网络上流动的数据包。数据包是网络上流通的最小单元。
在与对方计算机通讯时，网络层在多条路线中选择一条路线。
IP 协议最重要的两个事情是绑定目的地的 IP 地址和 MAC 地址（IP地址一般指的是在一个区域内，被分配的网络地址，MAC 地址一般指的是网卡地址）
ARP协议
通过目的地的IP地址反查出来对应的MAC 地址
另一个重要的专有名词路由选择
网络通信是通过不停的中转实现的。在到达通信的目的地之前，设备和人都不会知道选择的是那一条路线。不会掌握互联网的细节。
数据链路层
用来处理连接网络的硬件部分。包括操作系统，驱动，网络适配器（网卡），光纤。
TCP/IP通信传输流
利用TCP/IP进行通讯时，会通过分层顺序与对方进行通信。发送端从应用层往下走，接收端从链路层往上走。
发送端：
每发送一层添加首部
接收端：
每接收一层删除首部
DNS 解析
应用层
提供域名地址到IP地址之间的解析
URL 和 URI 的区别
URL - 统一资源定位符
表示资源的地点
URI - 统一资源标识符
用来表示某一确定资源的地址
URL 是 URI 的子集
HTTP 协议
请求必须由客户端发出，服务端回复响应。客户端首先去建立通信。
请求报文包括：
请求方法 请求URI 协议版本
请求首部字段
内容实体
响应报文包括
协议版本 状态码 状态码短语
响应的首部字段
内容实体
无状态
HTTP 是一种无状态的协议。为了简单。
在HTTP 1.1 中引入了Cookie 解决了状态问题。
HTTP 方法
GET
POST
PUT
DELETE
OPTIONS 询问支持的方法
HEAD 获得报文首部
持久化连接
场景：电商网站上的多个商品图片请求，每次请求产生的TCP连接和断开，都会增加开销。
持久连接：
旨在解决这种问题，任意一端没有提出断开连接，则保持**TCP**连接状态。
HTTP 1.1
默认都是持久连接
使用cookie
HTTP 报文
HTTP 报文本身是由多行数据组成的字符串文本。
HTTP 报文可分为
报文首部
报文主体
也可分为请求报文和响应报文。
报文首部
请求报文首部
请求行 - 请求方法 请求URI 协议版本
请求首部字段
通用首部字段
实体首部字段
其他
响应报文首部
响应行 - 协议版本 状态码 状态码短语
响应首部字段
通用首部字段
实体首部字段
其他
各类首部列举
通用首部字段
Cache-Control:
Pragma
请求首部字段(不是全部，但是是重要的)
Clinent-IP
From
Host
Referer
User-Agent
- Accept 首部
是客户端用来告知服务器，能够发送那些媒体类型的数据。媒体类型用 MIME 类型来表示。
- Accept
- Accept-Charset
- Accept-Encoding
- Accept-Language
- 条件请求字段 首部
如果客户端存在一份资源的副本，那么对于再次请求时需要判断是否和服务端的内容是否有差异，如果没有差异，就可以直接使用客户端的副本，而不需要再次下载。这样可以减少网络带宽的消耗。可以根据实际情况，使用不同的首部字段。
- If-Match
- If-Modified-Since
- If-None-Match
- If-Range
- If-Unmodified-Since
- 安全首部字段
- Authorization
- Cookie
- Cookie2
响应首部字段
信息首部
- Date
- Server
- Transfer-Encoding
- Via
- Warning
协商首部（内容协商，非协商缓存）
安全响应首部字段
- Set-Cookie
- Set-Cookie2
实体首部字段
内容首部
- Allow
- Content-Encoding
- Content-Language
- Content-Length （核心）– 获取的是服务器里文件的真实大小
- Content-Location
- Content-MD5
- Content-Range
- Content-Type （核心）– 服务端语言可设置（猜测一般是通过rpc框架实现），告知客户端返回的数据类型
实体缓存首部
- ETag （实体内容MD5后的标识符）
- Expires
- Last-Modified（实体最后一次修改的时间）– 获取的是服务器里文件的最后修改时间
提升编码速率
报文主体和实体主体
HTTP 报文主体主要用于请求或响应的实体主体。
压缩
Gzip
分块
Chunked transfer Coding 分块传输编码
HTTP 连接
返回的HTTP 状态码
状态码的功能是描述 返回的请求结果。
状态码的类别
1xx
2xx 成功
3xx 重定向
304 Not Modified
4xx not found 客户端错误
5xx 服务端异常
304 Not Modified
一般用在浏览器缓存中。
对于相同资源的第二次请求，浏览器进行的条件请求，即请求头里会添加类似（If-Match, If-Modified-Since, If-None-Match, If-Rage, If-Unmodified-Since），中的任一字段，服务器接到请求之后，进行条件判断，如果资源已经被修改，那么将返回新的资源，否则，返回304状态码。注意返回304的同时是不会带报文主体的。304代表资源可以从缓存中取。
浏览器本身会在本地维护一个缓存资源，以存储最近访问的资源。
缓存
什么是浏览器强缓存
HTTP 强缓存是通过设置 HTTP 头来实现的一种缓存机制，用于在浏览器中缓存静态资源，例如图片、CSS 和 JavaScript 文件等。当使用 HTTP 强缓存时，浏览器将在本地缓存中存储资源，并在下一次请求时使用缓存中的资源，而不是向服务器发送请求。这可以提高网站的性能和加载速度，减少对服务器的负载。HTTP 强缓存通常使用 Cache-Control 和 Expires 头来控制缓存。Cache-Control 头允许设置缓存的最大年龄、是否允许缓存和是否允许在 HTTPS 上缓存资源等选项。Expires 头指定资源过期的时间，以便浏览器可以确定何时需要更新缓存中的资源。
注意：Cache-Control 头比 Expires 头具有更高的优先级。当这两个头都存在时，Cache-Control 头将覆盖 Expires 头。Cache-Control 头允许更精细的缓存控制，例如设置缓存的最大年龄、是否允许缓存和是否允许在 HTTPS 上缓存资源等选项。而 Expires 头则指定资源过期的时间，缺乏灵活性。因此，建议使用 Cache-Control 头来控制缓存，而不是 Expires 头。
什么是协商缓存
协商缓存是一种 HTTP 缓存机制，用于检查浏览器中缓存的资源是否仍然有效，从而减少对服务器的请求。当使用协商缓存时，浏览器将向服务器发送一个条件请求，以检查资源是否已更改。服务器将根据请求中的条件进行比较，并返回一个状态码，以指示资源是否已更改。如果资源未更改，则服务器将返回一个 304 Not Modified 响应，浏览器将使用缓存中的资源。如果资源已更改，则服务器将返回一个新的资源，浏览器将使用新的资源更新缓存。协商缓存通常使用 If-Modified-Since 和 If-None-Match 头来实现。If-Modified-Since 头指定上次修改时间，而 If-None-Match 头指定资源的 ETag（实体标签），这是一个字符串，用于标识资源的特定版本。
3xx
301
永久重定向
302
临时重定向
4xx
400 Bad request
401 Unauthorized
403 Forbidden
404 Not Found
5xx
500 Internal Server Error
503 Service Unavailable
附录
Nginx/1.21.0默认添加的HTTP头信息如下：
- Server：指定Web服务器软件名称和版本号，例如”nginx/1.21.0”。
- Date：指定响应生成的日期和时间，例如”Tue, 22 Jun 2021 10:30:00 GMT”。
- Content-Type：指定响应的MIME类型，例如”text/html”。
- Content-Length：指定响应正文的长度，单位为字节。
- Connection：指定是否保持连接，例如”keep-alive”或”close”。
- Cache-Control：指定缓存控制策略，例如”no-cache”或”max-age=3600”。
- Expires：指定响应过期的日期和时间，例如”Thu, 01 Dec 2022 16:00:00 GMT”。
- Last-Modified：指定响应的最后修改日期和时间，例如”Tue, 22 Jun 2021 10:00:00 GMT”。
需要注意的是，这些默认HTTP头信息可以通过Nginx配置文件进行修改或删除。
引用
- 图解HTTP
- HTTP权威指南
