HTTP应知应会知识点复习手册（上）

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前言

本文快速回顾了常考的的知识点，用作面试复习，事半功倍。

上篇主要内容： 状态码、Http1.0/1.1/2.0、Https、GET和POST

下篇主要内容： Web攻击技术、HTTP基础概念、HTTP Header详解、HTTP应用

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本文参考

本文内容主要参考来自CyC2018的Github仓库：CS-Notes

有删减，修改，补充额外增加内容

本作品采用知识共享署名-非商业性使用 4.0 国际许可协议进行许可。

状态码

有拓展参考：

https://zhuanlan.zhihu.com/p/34648453

状态码	类别	原因短语
1XX	Informational（信息性状态码）	接收的请求正在处理
2XX	Success（成功状态码）	请求正常处理完毕
3XX	Redirection（重定向状态码）	需要进行附加操作以完成请求
4XX	Client Error（客户端错误状态码）	服务器无法处理请求
5XX	Server Error（服务器错误状态码）	服务器处理请求出错

1XX 信息

• 100 Continue ：表明到目前为止都很正常，客户端可以继续发送请求或者忽略这个响应。

• 101 Switching Protocols 协议升级：请求者要求服务器切换协议，服务器确认并准备切换

• 主要用于websocket：表示服务端接受 WebSocket 协议的客户端连接

• 也可以用于http2的升级。

2XX 成功

• 200 OK

• 204 No Content ：请求已经成功处理，但是返回的响应报文不包含实体的主体部分。一般在只需要从客户端往服务器发送信息，而不需要返回数据时使用。

• 206 Partial Content ：表示客户端进行了范围请求。响应报文包含由 Content-Range 指定范围的实体内容。

3XX 重定向

• 301 Moved Permanently ：永久性重定向

• 302 Found ：临时性重定向

• 303 See Other ：和 302 有着相同的功能，但是 303 明确要求客户端应该采用 GET 方法获取资源。

• 注：虽然 HTTP 协议规定 301、302 状态下重定向时不允许把 POST 方法改成 GET 方法，但是大多数浏览器都会在 301、302 和 303 状态下的重定向把 POST 方法改成 GET 方法。

• 304 Not Modified ：如果请求报文首部包含一些条件，例如：If-Match，If-Modified-Since，If-None-Match，If-Range，If-Unmodified-Since，如果不满足条件，则服务器会返回 304 状态码。

  浏览器缓存分为强制缓存和协商缓存，优先读取强制缓存。

  强制缓存分为expires和cache-control：

  协商缓存包括etag和last-modified：

  如果 Last-Modified 和 ETag 同时被使用，则要求它们的验证都必须通过才会返回304，若其中某个验证没通过，则服务器会按常规返回资源实体及200状态码。

  协商缓存与强制缓存的区别在于强制缓存不需要访问服务器，返回结果是200，协商缓存需要访问服务器，命中协商缓存的话，返回结果是304。

  步骤：客户端发送附带条件的请求时（if-matched,if-modified-since,if-none-match,if-range,if-unmodified-since任一个）服务器端允许请求访问资源，但因发生请求未满足条件的情况后，直接返回304Modified（服务器端资源未改变，可直接使用客户端未过期的缓存）。

  补充网页：expires/cache-control/last-modified/etag详解以及解释为何应chrome该显示304却显示200：
  http://www.cnblogs.com/vajoy/p/5341664.html

• last-modified的设置标准是资源的上次修改时间

• etag是为了应对资源修改时间可能很频繁的情况出现的，是基于资源的内容计算出来的值，因此优先级也较高。

• expires是一个特定的时间，是比较旧的标准。

• cache-control通常是一个具体的时间长度，比较新，优先级也比较高。

• 307 Temporary Redirect ：临时重定向，与 302 的含义类似，但是 307 要求浏览器不允许把重定向请求的 POST 方法改成 GET 方法。

  关于303和307：https://blog.csdn.net/liuxingen/article/details/51511034

  303、307其实就是把原来301、302不”合法”的处理动作给”合法化”，因为发现大家都不太遵守，所以干脆就增加一条规定。

  额外功能：也用于hsts跳转。hsts全称HTTP严格传输安全（HTTP Strict Transport Security，縮寫：HSTS）

• 功能是要求浏览器下次访问该站点时使用https来访问，而不再需要先是http再转https。这样可以避免ssl剥离攻击：即攻击者在用户使用http访问的过程中进行攻击，对服务器冒充自己是用户，在攻击者和服务器中使用https访问，在用户和服务器中使用http访问。具体使用方法是在服务器响应头中添加Strict-Transport-Security，可以设置 max-age。

4XX 客户端错误

• 400 Bad Request ：请求报文中存在语法错误。提交json时，如果json格式有问题，接收端接收json，也会出现400 bad request。比如常见的json串，数组不应该有",但是有"了。

• 401 Unauthorized ：该状态码表示发送的请求需要有认证信息（BASIC 认证、DIGEST 认证）。如果之前已进行过一次请求，则表示用户认证失败。

• 403 Forbidden ：请求被拒绝，服务器端没有必要给出拒绝的详细理由。

• 404 Not Found

• 405 method not allowed
  问题原因：请求的方式（get、post、delete）方法与后台规定的方式不符合。比如： 后台方法规定的请求方式只接受get，如果用post请求，就会出现 405 method not allowed的提示

• 408 请求超时

5XX 服务器错误

• 500： Internal Server Error ：服务器正在执行请求时发生错误。

• 502：Bad Gateway：进程响应的内容是nginx无法理解的响应

• 503 Service Unavilable ：服务器暂时处于超负载或正在进行停机维护，现在无法处理请求。（瞬时请求量过大）

• 504：Gateway Time-out：进程阻塞超过nginx的时间阈值返回504

• 505：不支持该http版本

Http1.0/1.1/2.0

参考：

1. https://mp.weixin.qq.com/s/GICbiyJpINrHZ41u_4zT-A

2. https://github.com/CyC2018/Interview-Notebook/blob/master/notes/HTTP.md

1.1相比1.0

长连接和流水线（Pipelining）处理

HTTP 1.1支持长连接（PersistentConnection）和管线化（Pipelining）处理，在一个TCP连接上可以传送多个HTTP请求和响应，减少了建立和关闭连接的消耗和延迟。

如果要断开 TCP 连接，需要由客户端或者服务器端提出断开，使用 Connection : close

在HTTP1.1中默认开启Connection： keep-alive，一定程度上弥补了HTTP1.0每次请求都要创建连接的缺点。

Host头处理/虚拟主机

在HTTP1.0中认为每台服务器都绑定一个唯一的IP地址，因此，请求消息中的URL并没有传递主机名（hostname）。但随着虚拟主机技术的发展，在一台物理服务器上可以存在多个虚拟主机（Multi-homed Web Servers），并且它们共享一个IP地址。HTTP1.1的请求消息和响应消息都应支持Host头域，且请求消息中如果没有Host头域会报告一个错误（400 Bad Request）。（Host头域指定请求资源的Intenet主机和端口号，必须表示请求url的原始服务器或网关的位置。）

• 在http 1.1中不能缺失host字段,如果缺失, 服务器返回400 bad request，http1.1中不能缺失host字段，但host字段可以是空值。

• 在http 1.0中可以缺失host字段。

支持分块传输编码

HTTP1.0中，存在一些浪费带宽的现象，例如客户端只是需要某个对象的一部分，而服务器却将整个对象送过来了，并且不支持断点续传功能，HTTP1.1则在请求头引入了range头域，它允许只请求资源的某个部分，即返回码是206（Partial Content），这样就方便了开发者自由的选择以便于充分利用带宽和连接。

另一种解释：可以把数据分割成多块，让浏览器逐步显示页面。

错误通知的管理/新增状态码

在HTTP1.1中新增了24个错误状态响应码，如：

• 409（Conflict）表示请求的资源与资源的当前状态发生冲突；

• 410（Gone）表示服务器上的某个资源被永久性的删除。

缓存处理（协商缓存）

在HTTP1.0中主要使用header里的If-Modified-Since,Expires来做为缓存判断的标准。

HTTP1.1则引入了更多的缓存控制策略例如Entity tag，If-Unmodified-Since, If-Match, If-None-Match等更多可供选择的缓存头来控制缓存策略。

新增缓存处理指令 max-age

支持同时打开多个 TCP 连接

新增状态码 100

2.0相比1.1

https://mp.weixin.qq.com/s/NMhNVDP47npMqx5ruVy43w

HTTP/1.x 缺陷

HTTP/1.x 实现简单是以牺牲性能为代价的：

• 客户端需要使用多个连接才能实现并发和缩短延迟；

• 不会压缩请求和响应首部，从而导致不必要的网络流量；

• 不支持有效的资源优先级，致使底层 TCP 连接的利用率低下。

二进制分帧层

HTTP/2.0 将报文分成 HEADERS 帧和 DATA 帧，它们都是二进制格式的。

在通信过程中，只会有一个 TCP 连接存在，它承载了任意数量的双向数据流（Stream）。

• 一个数据流（Stream）都有一个唯一标识符和可选的优先级信息，用于承载双向信息。

• 消息（Message）是与逻辑请求或响应对应的完整的一系列帧。

• 帧（Frame）是最小的通信单位，来自不同数据流的帧可以交错发送，然后再根据每个帧头的数据流标识符重新组装。

在这里插入图片描述

和1.1区别在于：

• HTTP1.x的解析是基于文本。基于文本协议的格式解析存在天然缺陷，文本的表现形式有多样性，要做到健壮性考虑的场景必然很多

• 二进制则不同，只认0和1的组合。基于这种考虑HTTP2.0的协议解析决定采用二进制格式，实现方便且健壮。

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二进制分帧：多路复用（MultiPlexing）

即连接共享，即每一个request都是是用作连接共享机制的。一个request对应一个id，这样一个连接上可以有多个request，每个连接的request可以随机的混杂在一起，接收方可以根据request的 id将request再归属到各自不同的服务端请求里面。

• 单连接多资源的方式，减少服务端的链接压力,内存占用更少,连接吞吐量更大；

• 由于减少TCP 慢启动时间，提高传输的速度。

HTTP2.0的多路复用和HTTP1.X中的长连接复用有什么区别？

关键点：一个是串行，一个是并行，一个阻塞不影响其他request。

header压缩

如上文中所言，对前面提到过HTTP1.x的header带有大量信息，而且每次都要重复发送，HTTP2.0使用encoder来减少需要传输的header大小，通讯双方各自cache一份header fields表，既避免了重复header的传输，又减小了需要传输的大小。

在这里插入图片描述

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服务端推送（server push）

同SPDY一样，HTTP2.0也具有server push功能。

在这里插入图片描述

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SPYD相比1.1

多路复用

针对HTTP高延迟的问题，SPDY优雅的采取了多路复用（multiplexing）。多路复用通过多个请求stream共享一个tcp连接的方式，解决了HOL blocking的问题，降低了延迟同时提高了带宽的利用率。

请求优先级（request prioritization）

多路复用带来一个新的问题是，在连接共享的基础之上有可能会导致关键请求被阻塞。SPDY允许给每个request设置优先级，这样重要的请求就会优先得到响应。比如浏览器加载首页，首页的html内容应该优先展示，之后才是各种静态资源文件，脚本文件等加载，这样可以保证用户能第一时间看到网页内容。

header压缩

前面提到HTTP1.x的header很多时候都是重复多余的。选择合适的压缩算法可以减小包的大小和数量。

服务端推送（server push）

采用了SPDY的网页，例如我的网页有一个sytle.css的请求，在客户端收到sytle.css数据的同时，服务端会将sytle.js的文件推送给客户端，当客户端再次尝试获取sytle.js时就可以直接从缓存中获取到，不用再发请求了。

基于HTTPS的加密协议传输

大大提高了传输数据的可靠性。

HTTP2.0和SPDY的区别

• HTTP2.0 支持明文 HTTP 传输，而 SPDY 强制使用 HTTPS

• HTTP2.0 消息头的压缩算法采用 HPACK

• http://http2.github.io/http2-spec/compression.html

• SPDY 消息头的压缩算法采用 DEFLATE

• http://zh.wikipedia.org/wiki/DEFLATE

HTTPs

HTTPS和HTTP的区别主要如下：

1、https协议需要到ca申请证书，一般免费证书较少，因而需要一定费用。

2、http是超文本传输协议，信息是明文传输，https则是具有安全性的ssl加密传输协议。

3、用的端口也不一样，前者是80，后者是443。

4、http的连接很简单，是无状态的；HTTPS协议是由SSL+HTTP协议构建的可进行加密传输、身份认证、完整性保护的网络协议，比http协议安全。
　　
　　

HTTP 有以下安全性问题：

• 内容可能会被窃听；

• 通信方的身份有可能遭遇伪装；

• 报文有可能遭篡改。

HTTPs 并不是新协议，而是让 HTTP 先和 SSL（Secure Sockets Layer）通信，再由 SSL 和 TCP 通信。也就是说 HTTPs 使用了隧道进行通信。

隧道：它是将原始IP包（其报头包含原始发送者和最终目的地）封装在另一个数据包（称为封装的IP包）的数据净荷中进行传输。使用隧道的原因是在不兼容的网络上传输数据，或在不安全网络上提供一个安全路径。

通过使用 SSL，HTTPs 具有了：

加密（防窃听）、认证（防伪装）和完整性保护（防篡改）

在这里插入图片描述

HTTPs认证

请看下面加黑字体是重点：

在这里插入图片描述

• 服务方 S 向第三方机构CA提交公钥、组织信息、个人信息(域名)等信息并申请认证；

• CA 通过线上、线下等多种手段验证申请者提供信息的真实性，如组织是否存在、企业是否合法，是否拥有域名的所有权等；

• 如信息审核通过，CA 会向申请者签发认证文件-证书。
  签名的产生算法：首先，使用散列函数计算公开的明文信息的信息摘要，然后，采用 CA 的私钥对信息摘要进行签名；

客户端：

• 客户端 C 向服务器 S 发出请求时，S 返回证书文件；

• 客户端 C 读取证书中的相关的明文信息，采用相同的散列函数计算得到信息摘要，然后，利用对应 CA 的公钥解密签名数据，

• 对比证书的信息摘要（明文的信息摘要和签名解密后的一致），如果一致，则可以确认证书的合法性，即公钥合法；

• 客户端然后验证证书相关的域名信息、有效时间等信息；

• 客户端会内置信任 CA 的证书信息(包含公钥)，如果CA不被信任，则找不到对应 CA 的证书，证书也会被判定非法。

在这个过程注意几点：

• 1.申请证书不需要提供私钥，确保私钥永远只能服务器掌握；

• 2.证书的合法性仍然依赖于非对称加密算法，证书主要是增加了服务器信息以及签名；

• 3.内置 CA 对应的证书称为根证书，颁发者和使用者相同，自己为自己签名，即自签名证书；

• 4.证书=网站公钥+申请者与颁发者信息+签名；

HTTPs认证后的传输

HTTPs 采用混合的加密机制，使用公开密钥加密用于传输对称密钥来保证安全性，之后使用对称密钥加密进行通信来保证效率。（下图中的 Session Key 就是对称密钥）

在这里插入图片描述

完整性保护

SSL 提供报文摘要功能来进行完整性保护。

HTTP 也提供了 MD5 报文摘要功能，但是却不是安全的。例如报文内容被篡改之后，同时重新计算 MD5 的值，通信接收方是无法意识到发生篡改。

HTTPs 的报文摘要功能之所以安全，是因为它结合了加密和认证这两个操作。试想一下，加密之后的报文，遭到篡改之后，也很难重新计算报文摘要，因为无法轻易获取明文。

HTTPs 的缺点

• 因为需要进行加密解密等过程，因此速度会更慢；

• 需要支付证书授权的高费用。

GET 和 POST 的区别

作用

GET 用于获取资源，而 POST 用于传输实体主体。

参数

• GET 的传参方式相比于 POST 安全性较差，因为 GET 传的参数在 URL 中是可见的，可能会泄露私密信息。

• 并且 GET 只支持 ASCII 字符，因此 GET 的参数中如果存在中文等字符就需要先进行编码，例如中文会转换为%E4%B8%AD%E6%96%87，而空格会转换为%20。POST 支持标准字符集。

GET /test/demo_form.asp?name1=value1&name2=value2 HTTP/1.1

POST /test/demo_form.asp HTTP/1.1
Host: w3schools.com
name1=value1&name2=value2

• 不能因为 POST 参数存储在实体主体中就认为它的安全性更高，因为照样可以通过一些抓包工具（Fiddler）查看。

安全

安全的 HTTP 方法不会改变服务器状态，也就是说它只是可读的。GET 方法是安全的，而 POST 却不是

因为 POST 的目的是传送实体主体内容，这个内容可能是用户上传的表单数据，上传成功之后，服务器可能把这个数据存储到数据库中，因此状态也就发生了改变。

安全的方法除了 GET 之外还有：HEAD、OPTIONS。

不安全的方法除了 POST 之外还有 PUT、DELETE。

幂等性

幂等的 HTTP 方法，同样的请求被执行一次与连续执行多次的效果是一样的，服务器的状态也是一样的。

GET，HEAD，PUT 和 DELETE 等方法都是幂等的，

而POST 方法不是。所有的安全方法也都是幂等的。

可缓存

• 请求报文的 HTTP 方法本身是可缓存的，包括 GET 和 HEAD

• 但是 PUT 和 DELETE 不可缓存，POST 在多数情况下不可缓存的。

XMLHttpRequest

为了阐述 POST 和 GET 的另一个区别，需要先了解 XMLHttpRequest：

XMLHttpRequest 是一个 API，它为客户端提供了在客户端和服务器之间传输数据的功能。它提供了一个通过 URL 来获取数据的简单方式，并且不会使整个页面刷新。这使得网页只更新一部分页面而不会打扰到用户。XMLHttpRequest 在 AJAX 中被大量使用。

在使用 XMLHttpRequest 的 POST 方法时，浏览器会先发送 Header 再发送 Data。

但并不是所有浏览器会这么做，例如火狐就不会。而 GET 方法 Header 和 Data 会一起发送。

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