HTTP协议

HTTP 1.1 之前的实现就不讨论了，因为它们已经过时太久了，我上网的时候就已经接触不到了，所以主要说说 HTTP/1.1、HTTP/2.

HTTP/1.1#

HTTP/1.1 协议报文简介#

CRLF: \r\n

METHOD: HTTP 请求，GET、POST、PUT、DELETE...

URI: 统一资源标识符，例如/,/index.html...

HTTPVersion: HTTP 协议的版本号，例如HTTP/1.1,HTTP/2

HEADERS: 请求头，例如Host:localhost,Accept: */*.

BODY: 请求体，例如说一个 JSON 数据{"name":"fzdwx"}

HTTPStatus: HTTP 响应状态，常见的有200,404等

HTTPStatusDesc: HTTP 响应状态描述，200对应的OK.

请求#

METHOD<SPACE>URI<SPACE>HTTPVersion
HEADERS
<CRLF>
BODY

示例:

GET /hello HTTP/1.1
Host: 192.168.1.107:8889
Connection: keep-alive
Cache-Control: max-age=0
Upgrade-Insecure-Requests: 1
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/99.0.4844.82 Safari/537.36
Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/avif,image/webp,image/apng,*/*;q=0.8,application/signed-exchange;v=b3;q=0.9
Accept-Encoding: gzip, deflate
Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.9

响应#

HTTPVersion HTTPStatus HTTPStatusDesc
HEADERS
<CRLF>
BODY

示例:

如果响应中使用了transfer-encoding: chunked这个来替代Content-Length
, 就表示这是一个不固定大小的响应，结尾通常用0\r\n来分割.

HTTP/1.1 200 OK
transfer-encoding: chunked
content-type: application/json; charset=utf-8

0/r/n

HTTP/1.1 主要新特性#

默认是长连接 (Connection: Keep-alive), 支持一个 TCP 连接处理多个请求.
缓存策略，在请求头中使用Cache-Control,Expires,Last-Modified,ETag等来控制.
允许响应分块，就是上面提到的transfer-encoding: chunked, 允许服务端可以多次返回响应体.

但是还是存在一定的问题，例如说如果有一个 TCP 连接阻塞了，还是会开启新的 TCP 连接进行处理请求.

H2#

HTTP2 中的主要概念:

Connection: 一个 TCP 连接包含一个或多个Stream, 所有的通讯都在一个 TCP 连接上完成.
Stream: 一个可以双向通讯的数据流，包含一条或多条Message, 每个数据流都一个唯一标识符以及可选的优先级信息.
Message: 对应 HTTP/1.1 中的请求或响应，包含一条或多条Frame.
Frame: 最小传输单位, 它以二进制进行编码.

HTTP 通讯简图

在 HTTP/1.1 中是有Start Line + header + body 组成的，而在 H2 中是由一个HEADER Frame以及多个DATA Frame组成的.

Frame#

通常有一些公共的字段，例如Length,Type,Flags以及Stream Id；也各个类型所独有的字段.

分类如下:

DATA: 用于传输 http 消息体.
HEADERS: 用于传输首部字段.
PRIORITY: 用于指定或重新指定引用资源的优先级.
RST_STREAM: 用于通知流的非正常终止.
SETTINGS: 用于约定客户端和服务端的配置数据。例如设置初识的双向流量控制窗口大小.
PUSH_PROMISE: 服务端推送许可.
PING: 用于计算往返时间，执行 “活性” 检活.
GOAWAY: 用于通知对端停止在当前连接中创建流.
WINDOW_UPDATE: 用于调整个别流或个别连接的流量.
CONTINUATION: 专门用于传递较大 HTTP 头部时的持续帧.

为什么 H2 必须要走 HTTPS？#

这其实在 H2 标准中没有规定，主要是为了更方便的进行 HTTP 协议的升级 / 协商，确认一个 Web 服务器是否支持 H2 通常有两种方式:

在请求头中设置Upgrade: HTTP/2.0以及Connection: Upgrade,HTTP2-Settings等，类似升级到Websocket.
使用TLS中的ALPN(Application Layer Protocol Negotiation, 应用层协议协商) 中的ALPN Next Protocol
字段，在Client Hello与Server Hello这个阶段就可以确定下来.

而现在的浏览器基本都是实现的方式二, 即与 HTTPS 绑定在一起. 但是如果我们不用浏览器进行访问，当然也可以不用 HTTPS.

详细可参考.

为什么 H2 能实现并行响应请求？#

在 HTTP/1.1 中，请求与响应是一一对应的，在同一个连接里，客户端依次发送两个请求，一段时间以后收到来自服务器的一个响应，这个响应一定是对应于第一个发出去的请求的.
因为没有一个标志来表示哪个响应对应哪个请求.

而在 H2 中基于Stream和Frame的设计: 每个Frame都带有Stream Id来标识是否为同一个Stream里面的数据, 每个Stream
互不影响，这样就能做到在一个 TCP 里面连接里面传输多对请求 / 响应.

H2 的新特性#

H2 的对 HTTP/1.1 优化的核心就是 使用尽可能少的连接数.

多路复用：只用一个 TCP 连接就能处理多对请求 / 响应，不用在开启另外的 TCP 连接，就是通过Stream与Frame来实现的.
二进制分帧：使用Frame为最小单位进行通讯，并采用二进制编码.
头部压缩: 使用HPACK算法进行优化.
- 维护一份相同的静态字典, 包含常见的请求头的 KV 组合
- 一份动态字典，可以动态的扩容 (每个连接单独维护)
- 支持哈夫曼编码 (静态哈夫曼码表)
在 HTTP/1 中消息体可以用 gzip 进行压缩，但是请求头通常没有任何压缩，有时候请求头的数据可能比请求体的数据还多.
请求优先级：一般在HEADERS帧与PRIORITY帧中携带，通常依赖于服务端的支持程度.

工具#

生成测试签名#

go run $GOROOT/src/crypto/tls/generate_cert.go --host localhost

使用 curl 调试 HTTPS#

curl https://zcygov.cn -vv