网络原理之HTTP（如果想知道网络原理中有关HTTP的知识，那么只看这一篇就足够了！）

前言：HTTP（超文本传输协议）是互联网通信的核心协议，广泛应用于客户端与服务器之间的数据交换，它基于请求-响应模型，支持浏览器、服务器等应用程序之间的交互，自1991年诞生以来，HTTP不断发展，演化为多个版本（如HTTP/1.1、HTTP/2、HTTP/3），并在现代网络架构中发挥着至关重要的作用。

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在正式开始讲解之前，先让我们看一下本文大致的讲解内容：

1.HTTP 协议的定义与发展

在开始学习HTTP 协议的内容之前，先让我们了解一下HTTP 协议的定义与发展，HTTP 协议作为一种通信协议，主要用于客户端与服务器之间的消息交换,最初的 HTTP 版本（HTTP/0.9）仅支持最基本的功能，即通过 GET 方法请求 HTML 文档。随着 Web 的逐步发展，HTTP 协议也逐步扩展，支持了多种方法和功能，如 POST 方法、持久连接等。

HTTP/1.0：首次引入的 HTTP/1.0 在 1996 年发布，定义了请求和响应的格式，但在每次请求时都会建立新的 TCP 连接，导致性能较差，尤其是在多次请求的情况下。
HTTP/1.1：作为 HTTP/1.0 的改进版，HTTP/1.1 在 1999 年发布，加入了持久连接（Keep-Alive）等优化机制，使得客户端与服务器之间的连接可以复用，大幅提高了性能。同时，HTTP/1.1 引入了许多新的功能，如缓存控制、管道化请求等，使得 Web 浏览器在处理大量请求时更加高效。
HTTP/2：2015 年发布的 HTTP/2 更进一步优化了性能。通过引入多路复用、头压缩等技术，HTTP/2 能够在同一个连接中并发处理多个请求，从而减少了网络延迟，提高了数据传输的效率，HTTP/2 还支持服务器推送功能，能够预先发送客户端可能需要的资源，进一步提高加载速度。
HTTP/3：HTTP/3 是基于 QUIC 协议（一个基于 UDP 的协议）开发的，旨在解决 HTTP/2 中存在的拥塞控制和连接恢复问题，HTTP/3 进一步优化了页面加载速度，尤其是在移动网络等不稳定环境下表现出色。

随着 Web 技术的不断发展，HTTP 协议的版本也不断推陈出新，这些更新不仅解决了传统 HTTP 协议在性能上的瓶颈，还提升了安全性和用户体验。

通过上述的对于HTTP协议的简单描述，我们就初步了解了HTTP协议了！！！

2.HTTP 协议的工作过程

在初步了解了.HTTP 协议之后，在让我们了解一下HTTP 协议的工作过程，其工作流程主要包含以下四步：

（1）浏览器发送请求

当用户在浏览器地址栏输入一个 URL，例如 http://www.example.com/index.html，浏览器会解析 URL 并根据协议向指定的服务器发起请求，浏览器会根据 URL 的不同部分（协议、主机、路径等）生成完整的请求。

（2）服务器处理请求

服务器接收到请求后，会根据请求的内容和参数生成响，这可能包括从数据库中查询数据、读取文件系统中的资源、执行一些计算等，服务器还可能根据客户端的请求头信息（如 Accept 类型、Cookie 等）进行不同的处理。

（3）服务器返回响应

处理完成后，服务器通过 HTTP 响应将结果返回给浏览器，响应通常包含状态码、响应头和响应体，状态码可以告诉客户端请求是否成功。

（4）浏览器渲染页面

浏览器接收到响应后，会根据响应头中的 Content-Type 字段确定如何解析响应体。如果是 HTML 内容，浏览器将会解析 HTML、CSS 和 JavaScript，最终渲染出页面。如果响应中还包含图片、视频等资源，浏览器会继续发送请求获取这些资源，直到页面完全加载。

通过上边的讲解，我们就了解了HTTP 协议的工作过程了！！！

3.HTTP 协议格式

通过上述文章对于HTTP的讲解，我们已经初步的对HTTP协议有了一定的了解了，那么现在让我们正式开始学习一下HTTP 协议吧！

（1）HTTP 请求格式

HTTP 请求格式由四部分组成：请求行、请求头部、空行和请求体，其中，请求头部和请求体之间有一个空行。

【1】请求行

请求行包含三部分：

请求方法（如 GET、POST、PUT 等）：表示请求的类型，定义了客户端希望对资源执行的操作。

请求的 URL：表示请求的目标资源，包括协议、主机地址、路径、查询字符串等信息。

HTTP 版本：表示请求使用的 HTTP 协议版本，如 HTTP/1.1。

一个请求行的例子：

GET /index.html HTTP/1.1

其中各部分的解释：

GET：请求方法，表示从服务器获取资源。

/index.html：请求的 URL 路径，指向服务器上的 index.html 文件。

HTTP/1.1：使用的协议版本。

——这样我们对于HTTP 请求格式中的请求行有了一定的初步了解了，现在让我们详细的学习一下其中的URL：

——URL 详解：

首先先让我们更加详细的了解一下URL的定义：

URL（Uniform Resource Locator，统一资源定位符）是互联网上资源的地址，它指定了要访问的资源的协议、主机名、端口号、路径、查询字符串等内容。

一个典型的 URL 格式如下：

protocol://hostname:port/path?query_string#fragment

这里我们对上述的各个部分进行解释一下：

（1）protocol：协议部分，指明了用于访问资源的协议类型，常见的有 http、https、ftp、file 等。

（2）hostname：主机名，指明了资源所在的服务器的域名或 IP 地址。可以是类似 www.example.com 的域名，或者是 192.168.1.1 的 IP 地址。

（3）port：端口号，指明了用于建立连接的端口。HTTP 默认使用 80 端口，HTTPS 默认使用 443 端口。如果使用了非标准端口，URL 中会显示出来。例如，http://example.com:8080 表示使用了 8080 端口。

（4）path：路径，指定了服务器上资源的具体位置。路径通常是文件的相对路径，类似文件系统中的路径。例如，/index.html、/users/profile。

（5）query_string：查询字符串，提供了用于请求的附加参数。查询字符串由键值对组成，多个键值对之间使用 & 连接。例如，?name=John&age=30。

（6）fragment：片段标识符（可选），指明网页的某个部分或位置，通常用于网页内的跳转。它以 # 开头。例如，#section2 表示网页中的某个特定部分。

一个真正的URL例子：

——当然，URL中并不是以上的各个部分都必须有的，有些是可以省略的，URL 中的可省略部分：

（1）协议名: 可以省略, 省略后默认为 http://。

（2）ip 地址 / 域名: 在 HTML 中可以省略(比如 img, link, script, a 标签的 src 或者 href 属性). 省略后表示服务器的 ip / 域名与当前 HTML 所属的 ip / 域名一致。

（3）端口号: 可以省略. 省略后如果是 http 协议, 端口号自动设为 80; 如果是 https 协议, 端口号自动设为 443。

（4）带层次的文件路径: 可以省略. 省略后相当于 / . 有些服务器会在发现 / 路径的时候自动访问 /index.html。

（5）查询字符串: 可以省略。

（6）片段标识: 可以省略。

这样我们就对于URL的理解更加深入了！！！

【2】请求头部

请求头部是请求的一部分，包含客户端和服务器之间交换的元数据，这些元数据通常是键值对形式，每一项都使用冒号（:）分隔，多个键值对之间使用回车换行符（\r\n）分隔。请求头提供了关于请求的更多信息，比如客户端的身份信息、接受的内容类型、缓存控制等。

常见的请求头包括：

Host：指定请求的服务器的主机名和端口（如未指定端口，则默认为 80）。

User-Agent：表示发出请求的客户端应用的类型，通常包括浏览器和操作系统信息。

Accept：指定客户端可以处理的内容类型，例如 text/html, application/json 等。

Content-Type：指定请求体的数据格式，例如 application/x-www-form-urlencoded、application/json 等（主要用于 POST 或 PUT 请求）。

Content-Length：请求体的长度（字节数）。

Cookie：携带客户端存储的 cookie 信息，用于身份认证或保持会话。

它们的长相大致为：

Host: www.example.com
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/58.0.3029.110 Safari/537.36
Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,*/*;q=0.8
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded
Content-Length: 39
Connection: keep-alive
Cookie: sessionId=abc123

——这样我们就对请求头部有了初步的了解了，现在让我们详细的了解一下上述的每个头文件。

（1）Host

功能：指明请求的目标服务器的域名和端口号。这个字段在 HTTP/1.1 中是必需的，因为多个网站可能共享同一个 IP 地址，通过 Host 字段区分不同的虚拟主机。

格式：Host: <hostname>:<port>

例子：

Host: www.example.com
Host: www.example.com:8080

（2）User-Agent

功能：描述发出请求的客户端的类型，包括操作系统和浏览器版本等信息。服务器可以根据此信息做适配处理，例如根据不同浏览器返回不同的网页格式。

格式：User-Agent: <client-info>

例子：

User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/58.0.3029.110 Safari/537.36

——这表明请求来自 Windows 10 操作系统，使用的是 Chrome 浏览器。

（3）Accept

功能：指定客户端能接受的响应内容类型。服务器根据该信息决定返回什么样的内容。如果客户端支持多种格式，可以用 q 参数指定优先级（值越大表示优先级越高）。

格式：Accept: <content-type>[;q=<quality-value>]

例子：

Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,*/*;q=0.8

——表示客户端接受 text/html、application/xhtml+xml 和 application/xml 类型的内容，image/webp 和其他格式的优先级较低。

（4）Content-Type

功能：指定请求体的内容类型，告诉服务器请求体中数据的格式。常见的类型包括 application/x-www-form-urlencoded（表单数据）、application/json（JSON 数据）、multipart/form-data（文件上传）等。

格式：Content-Type: <media-type>

例子：

Content-Type: application/json
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded
Content-Type: multipart/form-data; boundary=----WebKitFormBoundary7MA4YWxkTrZu0gW

（5）Content-Length

功能：指定请求体的长度，单位是字节。在发送 POST 或 PUT 请求时，告诉服务器请求体的大小，以便服务器准备接收数据。

格式：Content-Length: <length>

例子：

Content-Length: 123

——表示客户端首选英语（美国），其次是简体中文。

（6）Cookie

功能：携带客户端的 Cookie 数据，服务器可以通过它识别客户端的身份，维护会话状态。

格式：Cookie: <cookie-name>=<cookie-value>

例子：

Cookie: sessionId=abc123; userId=1001

这样我们就了解了一些常见的请求头了！！！

【3】空行

在请求头部之后，空行表示请求头部的结束，空行是请求头和请求体的分隔符，通常是一个回车换行（\r\n），在 HTTP 协议中，空行的存在非常重要，它告诉接收方请求头的结束和请求体的开始。

【4】请求体

空行之后，就是请求体（也称正文），请求体是 HTTP 请求中承载数据的部分，它主要用于 POST、PUT 等方法，在请求体中传递数据。

以下是常见的请求体格式：

application/x-www-form-urlencoded

multipart/form-data

application/json

application/xml

text/plain

application/octet-stream

application/graphql

application/x-protobuf

——至此我们就了解完了请求相关的内容了，接下来让我们学习响应相关的格式。

（2）HTTP 响应格式

HTTP 响应格式也由四部分组成：状态行、响应头部、空行和响应体，同样空行是来分隔响应头部和响应体的。

【1】状态行

响应的状态行包含以下三部分：

HTTP 版本：表示服务器使用的 HTTP 协议版本，通常是 HTTP/1.1 或 HTTP/2。

状态码：表示请求处理的结果，状态码是一个三位数字，例如 200 表示成功，404 表示未找到资源。

状态消息：状态码的简短描述。

以下为一个响应状态行的例子：

HTTP/1.1 200 OK

上述各个部分的解释

HTTP/1.1：响应使用的 HTTP 版本。

200：状态码，表示请求成功。

OK：状态消息，表示请求成功。

【2】响应头部

——响应头部包含了响应的元数据，格式与请求头部类似，也是键值对形式.

常见的响应头包括：

Content-Type：表示响应体的内容类型，如 text/html、application/json 等。

Content-Length：表示响应体的长度，单位是字节。

Cache-Control：控制缓存的指令。

Set-Cookie：用于在客户端存储 cookie。

Location：用于重定向时指定新的 URL。

一个真实的响应头部例子：

Content-Type: text/html; charset=UTF-8
Content-Length: 1234
Cache-Control: no-cache

【3】空行

与请求一样，响应头与响应体之间也有一个空行，这个空行表示响应头部分的结束，之后是实际的响应体。

【4】响应体

响应体包含服务器返回的实际内容，比如 HTML 页面、图片、JSON 数据等。响应体的内容类型由 Content-Type 响应头指定。

例子：这里我们举一个响应体类型为json格式的例子，其响应体可能如下所示：

{
  "status": "success",
  "message": "Data retrieved successfully"
}

常见的响应体类型包括：

application/json

application/xml

text/html

text/plain

application/octet-stream

image/jpeg

image/png

application/pdf

application/javascript

application/zip

至此我们就学习完了响应相关的内容了！！！

4.HTTP 请求方法

在学习完了HTTP的基本构成之后，让我们学习以下HTTP 中的请求方法，最常用的 HTTP 方法包括：

GET：用于从服务器获取资源，通常不包含请求体。GET 请求的参数通过 URL 的查询字符串传递。

示例：GET /index.html HTTP/1.1

POST：用于提交数据到服务器，常用于表单提交、文件上传等场景。POST 请求的参数通常包含在请求体中。

示例：POST /login HTTP/1.1

PUT：用于更新现有资源，客户端会向服务器提交更新后的完整资源。

示例：PUT /users/123 HTTP/1.1

DELETE：用于删除指定的资源。

示例：DELETE /users/123 HTTP/1.1

HEAD：与 GET 类似，但只返回响应头，不返回响应体。用于获取资源的元信息。

示例：HEAD /index.html HTTP/1.1

OPTIONS：用于获取服务器支持的 HTTP 方法，通常用于跨域请求的预请求。

示例：OPTIONS / HTTP/1.1

PATCH：用于对资源进行部分修改，类似于 PUT，但只修改资源的一部分。

示例：PATCH /users/123 HTTP/1.1

——虽然我们在上边介绍了七种不同的请求方法，但是其实在工作中，我们经常使用的只有GET和POST，它们就可以完成网络中90%以上的任务了！

这样我们就大致的了解了请求方法了！

以上就是本篇文章全部内容~~