网站举报平台,做汽配的外贸网站,商业设计,网站建设专业课程HTTP 协议 介绍一
简介
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简介
HTTPHypertext Transfer Protocol是一种用于在客户端和服务器之间进行通信的协议。它是现代互联网中最常用的应用层协议之一。HTTP 的主要目的是实现超文本资源的传输例如 HTML 文档、图像和音频文件等。
HTTP 使用客户端-服务器模型进行通信其中客户端发送请求并等待服务器的响应。通常客户端是 Web 浏览器而服务器是存储和提供资源的计算机。HTTP 请求和响应是以文本形式进行传输使用 TCP/IP 作为底层传输协议。
HTTP 介绍
HTTP 是一种应用层协议它定义了客户端和服务器之间进行通信的规范。该规范记录在 IETFInternet Engineering Task Force的 RFCRequest for Comments文档中。
HTTP 的规范描述了请求和响应的格式、方法、头部字段、状态码和其他各种参数。它定义了如何在客户端和服务器之间传输文本或二进制数据并规定了数据的编码、压缩、缓存等方面的约定。
为了实际进行 HTTP 通信需要编写符合规范的 HTTP 实现程序。这些实现程序在应用程序层运行负责根据 HTTP 规范处理请求和生成响应。常见的 HTTP 实现程序包括 Web 服务器如 Apache、Nginx和客户端应用程序如 Web 浏览器。
这些实现程序根据 HTTP 的规范通过建立 TCP 连接、发送请求、解析响应等步骤来实现 HTTP 通信。它们负责处理与底层的TCP/IP 传输无关的特定 HTTP 语义和行为。
因此可以说HTTP 是一种协议规范而实现这个规范的程序则是具体的 HTTP 实现。这些实现程序在应用层运行负责处理 HTTP 通信的数据传输和相关业务逻辑。
HTTP版本
HTTP/0.9
最早的 HTTP 版本于 1991 年引入非常简单只支持 GET 请求响应只返回纯文本 HTML。 只支持 GET 请求 HTTP/0.9 仅支持一种请求方法即 GET 方法。它用于从服务器获取指定 URL 的内容。 纯文本响应 HTTP/0.9 仅返回纯文本响应通常是 HTML 格式。它没有定义响应头和状态码等元数据信息。 没有请求头和响应头 HTTP/0.9 请求中没有请求头部分响应中也没有响应头部分。服务器只返回请求的内容没有其他元数据。 无法处理复杂的内容类型 由于 HTTP/0.9 仅支持纯文本 HTML 响应因此无法处理其他复杂的内容类型如图像、视频、CSS 和 JavaScript 等。
HTTP/0.9 是 HTTP 协议的基础虽然非常简单但它奠定了后续 HTTP 版本的基础。后续版本如 HTTP/1.0、HTTP/1.1引入了更多功能和复杂性使得 HTTP 成为了现代 Web 应用中最基础和重要的协议之一。
HTTP/1.0
于 1996 年引入引入了多个新特性如 POST 请求、响应状态码、请求头和响应头字段等。它是第一个得到广泛实现的 HTTP 版本。 请求方法的扩展 HTTP/1.0 引入了多个新的请求方法如 POST、PUT、DELETE 等以允许更多类型的操作。 响应状态码 HTTP/1.0 引入了三位数字的状态码用于明确表示服务器对请求的处理结果如 200成功、404未找到、500服务器错误等。 请求头和响应头 HTTP/1.0 引入了请求头Request Headers和响应头Response Headers用于在请求和响应中传递附加的元数据信息。 字节范围请求 HTTP/1.0 支持字节范围请求Byte Range Requests允许客户端只请求文件的一部分而不是整个文件。这在下载大型文件和断点续传等场景中很有用。 缓存控制 HTTP/1.0 引入了缓存控制的机制通过响应头部字段如 Expires、Cache-Control指定资源缓存的行为减少网络传输和提高性能。 管道化请求 HTTP/1.0 支持管道化Pipeline请求允许客户端在一个连接上发送多个请求而无需等待相应的响应。这样可以提高多个请求的传输效率。
HTTP/1.0 在性能和功能方面相对于 HTTP/0.9 有了显著的改进它为后续的 HTTP 版本打下了基础。然而由于 HTTP/1.0 存在一些限制和性能瓶颈后来发展出了更高效和功能丰富的 。
HTTP/1.1
于 1997 年引入是最广泛使用的 HTTP 版本。HTTP/1.1 引入了持久连接、管道化pipeline请求、分块传输编码等特性提高了性能和效率。 持久连接 HTTP/1.1 引入了持久连接Persistent Connections允许多个请求和响应在同一 TCP 连接上复用避免了每次请求都需要重新建立连接的开销。 管道化请求 HTTP/1.1 对管道化Pipeline请求的支持更加规范化允许客户端在一个连接上发送多个请求而无需等待相应的响应。这提高了多个请求的传输效率。 分块传输编码 HTTP/1.1 引入了分块传输编码Chunked Transfer Encoding允许服务器将响应消息分成多个块进行传输。这样可以逐块发送响应而不需要等待整个响应的生成。 支持压缩 HTTP/1.1 支持响应内容的压缩编码如 gzip、deflate减少了传输的数据量提高了响应的速度。 范围请求 HTTP/1.1 扩展了对范围请求Range Requests的支持。客户端可以通过 Range 头部字段指定获取资源的特定范围而不需要获取整个资源。 缓存控制 HTTP/1.1 引入了更多的缓存控制机制如 Etag、Cache-Control、If-Modified-Since 等头部字段允许更细粒度地控制缓存行为提高性能和降低网络负载。 虚拟主机支持 HTTP/1.1 支持通过 Host 头部字段实现虚拟主机Virtual Host的支持。这使得在一个物理服务器上承载多个不同域名的网站成为可能。
HTTP/1.1 是对 HTTP/1.0 的重大改进它在性能、可靠性和功能方面带来了许多改进。然而由于多个资源串行下载和头阻塞等问题HTTP/1.1 仍然存在一些性能瓶颈。
HTTP/2
于 2015 年引入基于 Google 的 SPDY 协议。HTTP/2 提供了更快的传输速度和更高效的连接管理。它使用二进制编码而不是文本支持多路复用、服务器推送等特性。 多路复用 HTTP/2 引入了多路复用Multiplexing机制允许同时在单个连接上传输多个请求和响应。这避免了在传统的 HTTP/1.1 中进行串行请求的限制提高了传输效率和性能。 二进制分帧层 HTTP/2 使用二进制分帧层Binary Framing Layer将请求和响应消息分成多个二进制帧进行传输。这使得服务器和客户端可以更容易地解析和处理消息提高了通信的效率。 首部压缩 HTTP/2 引入了首部压缩Header Compression机制压缩了传输的请求和响应头部减少了数据的传输量。这大大减少了请求的开销加快了页面加载速度。 服务器推送 HTTP/2 支持服务器推送Server Push机制允许服务器在客户端请求之前主动将相关资源推送给客户端。这消除了客户端首先请求主页面然后再请求相关资源的需求提高了页面加载速度。 流量控制 HTTP/2 引入了流量控制Flow Control机制允许接收方控制接收数据的速度避免了流量过载和拥塞的问题。 数据传输优化 HTTP/2 优化了数据的传输方式采用了二进制格式和压缩算法减少了数据量和传输延迟。 安全性提升 虽然 HTTP/2 本身并未引入新的安全特性但由于大多数浏览器只支持通过加密的 HTTPS 协议使用 HTTP/2因此它促进了 Web 的安全性普及。
HTTP/2 的目标是提供更快的连接建立和传输速度改善了传统 HTTP/1.1 存在的性能瓶颈。它在 Web 应用程序中得到广泛支持并被大多数现代浏览器和服务器所支持。
HTTP/3
是基于 QUICQuick UDP Internet Connections协议的下一代 HTTP 版本仍在开发中。HTTP/3 的目标是提供更快的连接建立和传输速度尤其在高延迟和丢包的网络环境中表现更好。 基于 QUIC HTTP/3 使用 QUIC 作为其底层传输协议而不是使用 TCP。QUIC 具有更低的连接建立延迟和更好的拥塞控制能够在高延迟和不稳定网络环境中提供更好的性能。 多路复用 类似于 HTTP/2HTTP/3 也支持多路复用允许在单个连接上同时传输多个请求和响应。 集成加密 HTTP/3 要求使用加密的连接因此使用 HTTPS 进行通信是必需的。这提高了数据传输的安全性和隐私性。 快速连接建立 QUIC 支持在传输层上实现快速连接建立从而提供更低的往返时间RTT和更快的连接建立时间。 零往返时间的请求重连 HTTP/3 支持在客户端更改网络连接从 Wi-Fi 切换到移动网络时的零往返时间请求重连减少了连接中断的影响。 减少头部延迟 HTTP/3 使用列表压缩机制来减少头部信息的传输大小从而降低了传输延迟。 应对丢包和网络抖动 QUIC 具有更好的抗丢包和网络抖动的能力通过使用前向纠错和拥塞控制算法来提高数据传输的可靠性。
HTTP/3 的目标是提供更快的连接建立和传输速度特别是在高延迟和不稳定网络环境中。它是对 HTTP/2 的改进旨在弥补 HTTP/2 在 TCP 上仍然存在的一些限制。
HTTP各版本的连接
HTTP超文本传输协议是一种用于客户端和服务器之间传输数据的协议。以下是各个版本的HTTP协议以及其连接管理的简要描述 HTTP/1.0 非持久连接每次请求和响应都建立一个新的连接。 非持久连接是一种HTTP连接管理方式它在每次请求和响应之间建立一个新的连接。也称为短连接或非持久连接。 在非持久连接中每次客户端发送请求时都需要与服务器建立一个新的TCP连接。完成请求和响应后连接会立即关闭。这种连接管理方式需要进行握手和关闭连接的操作会产生额外的网络开销。 在HTTP/1.0版本中非持久连接是默认的连接管理方式。每个请求-响应周期都使用一个单独的连接。这种连接方式的主要缺点是对于每个请求都需要进行建立连接和关闭连接的操作导致一些额外的延迟。 无法复用连接每个请求-响应周期都需要通过握手和关闭连接的方式进行效率较低。 HTTP/1.1 持久连接单个TCP连接可以在多个请求和响应之间重复使用减少了握手的开销。 持久连接是指在HTTP协议中客户端和服务器之间可以重复使用单个TCP连接来传输多个请求和响应。与非持久连接即每次请求和响应都建立一个新的连接相比持久连接可以减少握手的开销提高性能和效率。 在持久连接中当客户端发送一个请求到服务器并收到响应后TCP连接并不会立即关闭。而是保持打开状态以便进一步的请求和响应传输。客户端可以在同一个连接上发送多个请求而无需为每个请求都建立新的连接。服务器在收到请求后会根据HTTP头部的信息来区分不同的请求。 持久连接的优点包括 减少了每个请求的连接建立和关闭开销提高了性能和效率。减少了对网络资源的占用尤其是在频繁的请求操作中。允许服务器并发处理多个请求提高了并发性和吞吐量。 管道化Pipeline允许客户端在不等待响应的情况下连续发送多个请求提高性能。 管道化Pipeline是一种在HTTP协议中使用的方法允许客户端在不等待响应的情况下连续发送多个请求从而提高性能和效率。 使用管道化的持久连接Pipeline Persistent Connection 可以并行地发送多个请求并且可以同时接收相应的响应。这样可以减少请求和响应之间的延迟提高整体的吞吐量。 非管道化的持久连接Non-Pipeline Persistent Connection 它要求在发送一个请求之后等待其响应然后再发送下一个请求。这种方式是顺序请求-响应无法同时并行处理多个请求和响应使得整体的性能和效率相对较低。 总结来说管道化持久连接允许在不等待响应的情况下连续发送多个请求并同时接收相应的响应适用于提高HTTP请求的性能和效率。 非阻塞客户端可以发送多个请求而无需等待上一个请求的响应。 HTTP/2 多路复用MultiplexingHTTP/2允许在单个连接上并行发送多个请求和响应而不需要建立多个TCP连接。通过使用帧和流的机制可以在同一个连接上同时发送和接收多个请求和响应。这样可以避免了建立和关闭多个连接的开销提高网络的利用率和性能。 数据压缩Header CompressionHTTP/2使用HPACK算法对请求和响应头进行压缩减少了在网络上传输的数据量。通过动态维护和发送对应的头部字段表可以显著减少冗余的头部数据并提高传输效率。服务器推送服务器可以预测客户端需要的资源并主动推送给客户端提高效率。 这两个特性都是为了改善HTTP协议在性能和效率方面的问题而引入的。多路复用允许并行地发送请求和响应提高了请求的响应时间和整体的吞吐量。数据压缩则减少了数据传输量降低了网络开销。 HTTP/3 基于UDP的协议QUIC使用UDP协议替代TCP协议更快地建立连接和传输数据降低延迟。 QUIC全称为Quick UDP Internet Connections是由Google开发的一种协议旨在解决TCP的一些局限和性能问题。与TCP不同QUIC在传输层直接建立在UDP之上因此具有更低的连接建立延迟和更好的拥塞控制。 以下是QUIC协议的一些主要特点 连接建立速度快相对于TCP协议的三次握手QUIC使用了0-RTT零往返时间握手的方式可以更快地建立连接。这对于在线应用和移动设备的性能至关重要。 多路复用类似于HTTP/2协议的特性QUIC支持多路复用可以在单个连接上同时传输多个请求和响应。这提高了吞吐量和性能并减少了网络拥塞。 存储过程编程接口APIQUIC提供了灵活的API使得开发人员可以直接使用QUIC协议进行应用程序开发。 前向纠错Forward Error CorrectionQUIC具备前向纠错的功能可以根据网络状况和丢包情况自动纠正数据错误提高传输的可靠性。 安全性QUIC内置了传输层安全性TLS协议提供了端到端的数据加密和身份验证保护数据的安全性。 需要注意的是由于QUIC基于UDP它在某些网络环境如防火墙和代理服务器中可能会受到限制或阻塞。然而随着时间的推移QUIC作为一种新兴的协议正在得到越来越多的支持和部署。
需要注意的是HTTP的各个版本的连接特性可能在不同的浏览器和服务器之间有所差异。在实际使用中建议根据具体情况参考相关文档和规范。
希望以上信息对您有所帮助如果还有其他问题请随时提问。
