14 http协议详解

1、http是应用层协议统一资源定位符例如 http://www.jd.com是个URLhttp是协议www.jd.com是域名表示互联网上的一个位置有些url的资源定位会更清晰比如http://www.jd.com/index.html2、HTTP 请求的准备1.浏览器会将 www.jd.com 这个域名发送给DNS服务器让它解析为IP地址.(后面的文章会详解DNS)2.建立TCP连接目前使用的HTTP协议大部分都是1.1。在1.1的协议里面默认是开启了Keep-Alive的这样建立的TCP连接就可以在多次请求中复用。3.建立了连接以后浏览器就要发送HTTP的请求请求报文格式如下第一部分请求行在请求行中URL 就是 http://www.163.com 版本为 HTTP 1.1。方法分为GETPOSTPUT在实际使用过程中POST,PUT有稍许的区别。POST 往往是用来创建一个资源的而 PUT 往往是用来修改一个资源的。第二部分首部字段3. 首部是 key value通过冒号分隔。例如Accept-CharsetContent-Type等4. 此处需要强调一点的是缓存比如电商系统的商品页面热点数据秒杀场景下需要做成缓存的架构基本如下所示后面的文章会详解DNS和CDN此处只简单说明Nginx.Nginx是如何处理Http协议的呢5. 对于静态资源有 Vanish 缓存层。当缓存过期的时候才会访问真正的 Tomcat 应用集群。1.在HTTP头里面Cache-control是用来控制缓存的。2.当客户端发送的请求中包含 max-age 指令时如 果判定缓存层中资源的缓存时间数值比指定时间的数值小那么客户端可以接受缓存的资源当指定max-age 值为0那么缓存层通常需要将请求转发给应集群。3.If-Modified-Since也是一个关于缓存的。也就是说如果服务器的资源在某个时间之后更新了 那么客户端就应该下载最新的资源如果没有更新服务端会返回“304NotModified”的响应那客户端就不用下载了也会节省带宽。HTTP 请求的发送1.HTTP协议是基于TCP协议的所以它使用面向连接的方式发送请求通过 stream 二进制流的方式传给对方2.到了TCP层它会把二进制流变成一个个的报文段发送给服务器。3.在发送给每个报文段的时候都需要对方有一个回应ACK来保证报文可靠地到达了对方。4.如果没有回应那么TCP这一层会进行重新传输直到可以到达。同一个包有可能被传了好多次。5.TCP层发送每一个报文的时候都会加上源地址和目标地址放到IP头里面交给IP层进行传输。6.IP层需要查看目标地址和自己是否是在同一个局域网。如果是就发送ARP协议来请求这个目标地址对应的MAC地址然后将源MAC和目标MAC放入MAC头发送出去即可。7.如果不在同一个局域网就需要发送到网关还要需要发送ARP协议来获取网关的MAC地址然后将源MAC和网关MAC放入MAC头发送出去。8.网关收到包发现MAC符合取出目标IP地址根据路由协议找到下一跳的路由器获取下一跳路由器的MAC地址将包发给下一跳路由器。9.这样路由器一跳一跳终于到达目标的局域网。这个时候最后一跳的路由器能够发现目标地址就在自己的某一个出口的局域网上。于是在这个局域网上发送ARP获得这个目标地址的MAC地址将包发出去。10.目标的机器发现MAC地址符合就将包收起来发现IP地址符合根据IP头中协议项知道自己上 一层是TCP协议于是解析TCP的头里面有序列号需要看一看这个序列包是不是我要的如果是就放入缓存中然后返回一个ACK如果不是就丢弃。11.TCP头里面还有端口号HTTP的服务器正在监听这个端口号。于是目标机器自然知道是HTTP服务 器这个进程想要这个包于是将包发给HTTP服务器。HTTP服务器的进程看到原来这个请求是要访问一个网页于是就把这个网页发给客户端至此一个http的页面请求就完成了。HTTP 返回的构建HTTP 的返回报文也是有一定格式的。也是基于 HTTP 1.1状态码会反应 HTTP 请求的结果首部key valueContent-TypeRetry-After表示告诉客户端应该在多长时间以后再次尝试一下。“503 错误”是说“服务暂时不再和这个值配合使用”。然后把刚才的发送过程反向走一遍。虽然两次不一定走相同的路径但是逻辑过程是一样的一直到达客户端。当浏览器拿到了 HTTP 的报文。发现返回“200”一切正常于是就从正文中将 HTML 拿出来。HTML 是一个标准的网页格式。浏览器只要根据这个格式展示出一个绚丽多彩的网页。这就是一个正常的 HTTP 请求和返回的完整过程。HTTP 2.0HTTP 1.1 在应用层以纯文本的形式进行通信每次通信都要带完整的 HTTP 的头而且不考虑 pipeline模式的话每次的过程总是像上面描述的那样一去一回。这样在实时性、并发性上都存在问题。为了解决这些问题HTTP 2.0 会对 HTTP 的头进行一定的压缩将原来每次都要携带的大量 key value在两端建立一个索引表对相同的头只发送索引表中的索引。HTTP 2.0 协议将一个 TCP 的连接中切分成多个流每个流都有自己的 ID而且流可以是客户端发往服务端也可以是服务端发往客户端。其实只是一个虚拟的通道。流是有优先级的。HTTP 2.0 还将所有的传输信息分割为更小的消息和帧并对它们采用二进制格式编码。常见的帧有Header 帧用于传输 Header 内容并且会开启一个新的流。再就是Data 帧用来传输正文实体。多个 Data 帧属于同一个流通过这两种机制HTTP 2.0 的客户端可以将多个请求分到不同的流中然后将请求内容拆成帧进行二进制传输。这些帧可以打散乱序发送 然后根据每个帧首部的流标识符重新组装并且可以根据优先级决定优先处理哪个流的数据。举例假设我们的一个页面要发送三个独立的请求一个获取 css一个获取 js一个获取图片 jpg。如果使用HTTP1.1就是串行的但是如果使用HTTP2.0就可以在一个连接里客户端和服务端都可以同时发送多个请求或回应而且不用按照顺序一对一对应。HTTP 2.0 其实是将三个请求变成三个流将数据分成帧乱序发送到一个 TCP 连接中。优点7. HTTP 2.0 成功解决了 HTTP 1.1 的队首阻塞问题8. 也不需要通过 HTTP 1.x 的 pipeline 机制用多条 TCP 连接来实现并行请求与响应减少了 TCP 连接数对服务器性能的影响3、持久连接节省通信量HTTP 协议的初始版本中每进行一次 HTTP 通信就要断开一次 TCP 连接。以当年的通信情况来说因为都是些容量很小的文本传输所以即使这样也没有多大问题。可随着 HTTP 的普及文档中包含大量图片的情况多了起来。比如使用浏览器浏览一个包含多张图片的 HTML 页面时在发送请求访问HTML 页面资源的同时也会请求该 HTML 页面里包含的其他资源。因此每次的请求都会造成无谓的 TCP 连接建立和断开增加通信量的开销。持久连接为解决上述 TCP 连接的问题HTTP/1.1 和一部分的 HTTP/1.0 想出了持久连接HTTP Persistent Connections也称为 HTTP keep-alive 或 HTTP connection reuse的方法。持久连接的特点是只要任意一端没有明确提出断开连接则保持 TCP 连接状态。持久连接旨在建立 1 次 TCP 连接后进行多次请求和响应的交互。持久连接的好处在于减少了 TCP 连接的重复建立和断开所造成的额外开销减轻了服务器端的负载。另外减少开销的那部分时间使 HTTP 请求和响应能够更早地结束这样 Web 页面的显示速度也就相应提高了。在 HTTP/1.1 中所有的连接默认都是持久连接。