Study-Hard-Http0.9、1.0、1.0+、1.1

        众所周知吧，在做web开发的时候，不可避免要与Http打交道，但对于Http是什么?这个家伙又是从哪里来的?这个家伙能做什么？怎么做可能不太熟悉？下面就简单的总结下Http。包括：

• Http的定义是什么
• Http的常见的属性
• Http的连接管理以及各版本的演变
• 小结
• 参考资料

一、Http的定义是什么？

        Http的E文是HyperText Transfer Protocol，叫做超文本传输协议。根据wiki的描述，设计http最初的目的是为了提供一种发布和接收HTML页面的方法。

        可能现在的我们已经无法理解再现当时的场景了。不过我们可以着眼于现在，Http将各类信息如图片、html页面、文本、多媒体（电影、音频）等搬到了人们的浏览器上。这就是Http协议，我们可以将Http理解为信息的搬运工。

二、Http中的常见属性

2.1 Http的特性

        Http使用的是可靠的数据传输协议，也就是说，它能够确保数据在传输的过程中不会被损坏或者产生混乱。那么符合这点的传输协议就是TCP了。

        简单回顾下网络的四层模型，应用层-》传输层-》网际层-》数据链路层；那么Http是属于应用层的协议、TCP是属于传输层的协议，正因为TCP协议的特点：面向连接、可靠的字节流服务，使得Http具有了上述的特点。

2.2 Web中的Client与Server

        当Client通过http协议发起了一个请求，远端的Server会相应次请求（无论请求的资源是否存在）；并将Client的请求信息返回给Client端，也就是我们常说的两个RR，Request-Response。而这样的一次请求，也是一次Tcp连接的建立与释放的过程（会在后文详细讨论）。如下图：

2.3 Http中的报文

        思考下，当我们写的C/S结构的程序，在Client向Server发送数据的时候，Tcp也会将数据切割成一个个合适的segment，而后封装进自己的结构里Tcp Header + Tcp Data Body；那么Http也有自己相应的报文，其格式如下：

•  起始行：报文的第一行，在请求报文中（request）用来说明要做什么，在响应报文中（response）说明出现了                什么情况

• 首部字段：起始行后有零个或多个首部字段。每个首部字段都包含一个名字和一个值，为了便于解析，两者之间                   用（：）来分割。首部以一个空行结束
• 主体：空行之后就是可选的报文主体了，包含了所有类型的数据。

        下面看一下使用Chrome浏览器，监听访问http://www.google.com.hk的Request-Response

  

        可以看出，Client端发起了一个Get /的请求 版本号为1.1，下面都是首部字段有Host、Connection的；而Server的Response中 第一行OK 表示成功（是一个简短的说明），并说明了版本号，之后仍是首部字段。而Response的Body则是：

  

        这就是Http的报文结构以及，一次Request-Response的小示例。接下来分析下Http的连接过程。

2.3 Http中的TCPIP、连接、IP地址、端口号

        Http是一个应用层协议，不需要关心网络通信的实现细节，而负责实现细节的是TCP/IP协议；那么紧跟应用层的传输层TCP提供了：

•  无差错的数据传输
•  按序传输（在Client端或Server端得到的数据一定是有序的，TCP完成的重组）

       下面考虑连接的建立，简单的说连接的建立需要Ip与端口号，那么Ip与端口号又是如何获得的呢？我们一定不会对下面的几个URL地址陌生：

        http://127.0.0.1:8080（启动Tomcat）

        http://www.sina.com.cn

        分析可知，第一个URL中的IP为127.0.0.1、Port为8080；

                          第二个，IP地址的获取则需要DNS服务器的配合，端口默认为80。

        

三、Http的连接管理以及各版本的衍变

3.1 Http的连接管理

        对于Http的连接管理，涉及到很多概念，这里简单解释两种，其一：并行连接；其二：持久连接。

• 并行连接：浏览器可以请求完整的HTML页，通过刚才的模拟也可以看到，在加载google的搜索页的时候，会加载很多的资源，如果这些资源都串行的加载，会给人以“很慢”的感觉；所以，Http支持并行的加载，即同时加载很多个资源，这样给用户的体验是，整个页面都在加载，显得很“快”（这是个错觉：）），并行连接会受到带宽的限制，因为如果带宽一定，会出现多个连接争夺带宽的情况。

• 持久连接：用户会经常打开同一个站点的连接。因此，HTTP/1.1（及HTTP/1.0）允许HTTP设备在事务处理结束之后将TCP连接保持在打开的状态，一遍未来的HTTP请求重用现在的连接，直到客户端或服务器端决定将其关闭为止。

        实现持久连接的常见方式就是keep-alive（在HTTP/1.0开始出现），即在Request Header中添加一个名为Connection：Keep-Alive的首选项，服务器端在应答的时候如果支持，则在首选项中也添加一个名为Connection：Keep-Alive的东东，如果没有，客户端则认为服务器端不支持持久连接。

        持久连接，节省了连接的建立域关闭的开销，所以效率有所增加。

        注意，在HTTP/1.0中，Connection：Keep-Alive默认是不激活的；在HTTP/1.1中，Connection：Keep-Alive默认是激活的。

        同时在HTTP中，如果服务器端不希望保持这种此后就连接，会显示的在响应中包含Connection：close首部，以youku为例：

    

        否则，如果不显示的包含Connection：close首部，那么HTTP/1.1将维持连接的打开状态。因此不发送Connection：close并不意味着服务器会永远将连接保持打开。

3.2 连接的关闭

        正常来说，所有的HTTP客户端、服务器、或代理都可以在任意时刻关闭一条TCP传输连接。但是，服务器端永远无法确定在他关闭“空闲”连接的那一刻，线路的对端有没有数据要发送，如果有，则会发生连接错误。

       

       那么，如何能安全的关闭一条空闲的链路呢，简单的说就是当服务器Response后，客户端准确的接收到了服务器端发送过来的全部数据，这个数据的界定，则是根据Content-Length首部，Content-Length会描述服务器端向客户端发送的信息总量，通过它也就能判断出真实的数据末尾。

       如果客户端收到的Content-Length与实际并不匹配，接收端则应该质疑长度的正确。

3.3 幂等的概念

        在Web的操作中，有一些事务可以反复多次执行，不会造成副作用，如通过GET获取某个HTML静态页；但还有一些诸如购物下单、网银转账等，则不能重复执行，否则会发生危险。

        那么幂等的概念则是：如果一个事务，不管是执行一次还是很多次，得到的结果都相同，这个事务就是幂等的。实际中GET就是幂等的、而POST就不是。

        因此，在重载一个POST请求时，浏览器通过会alter一个对话框，提示是否希望再次发起事务。

3.4 连接的关闭

        通过周期性的检查输入信道的状态（查找数据、流的末尾）。如果在一定时间内对端没有关闭输入信道，应用程序可以强制关闭连接，以节省资源。

3.5 比较Http 0.9、1.0、1.1各个版本

Http/0.9  ： 只有GET方法，不支持多媒体内容

Http/1.0  ： 为协议添加了版本号、各种HTTP首部、一些额外的方法、对多媒体的处理

                   GET、HEAD、POST

Http/1.0+:    添加诸多特性：keep-alive

Http/1.1  ： 完善HTTP设计中的结构性缺陷，明确语义，引入了性能优化

同1.0相比：

• 缓存处理
• 带宽优化及网络连接的使用
• 错误通知的管理
• 消息在网络中的发送
• 互联网地址的维护
• 安全性及完整性

四、小结

        HTTP需要掌握的知识点比较庞杂，但对于深刻理解web机制、性能调优有着不可磨灭的作用，这其中有很多的东西是值得深入学习与借鉴的。本文完成时间较为仓促，主要用于弥补自身的知识缺陷，难免有很大的不足，在后续的日子中会不断完善的。

五、参考资料

Wiki：http://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%B6%85%E6%96%87%E6%9C%AC%E4%BC%A0%E8%BE%93%E5%8D%8F%E8%AE%AE

Http 1.1：http://www.ietf.org/rfc/rfc2616.txt

Http 1.0：http://www.ietf.org/rfc/rfc1945.txt

Http 0.9：http://www.w3.org/Protocols/HTTP/AsImplemented.html

《Http权威指南》