HTTP協議

HTTP 1.1 之前的實現就不討論了，因為它們已經過時太久了，我上網的時候就已經接觸不到了，所以主要說說 HTTP/1.1、HTTP/2.

HTTP/1.1#

HTTP/1.1 協議報文簡介#

CRLF: \r\n

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

URI: 統一資源標識符，例如/,/index.html...

HTTPVersion: HTTP 協議的版本號，例如HTTP/1.1,HTTP/2

HEADERS: 請求頭，例如Host:localhost,Accept: */*.

BODY: 請求體，例如說一個 JSON 數據{"name":"fzdwx"}

HTTPStatus: HTTP 響應狀態，常見的有200,404等

HTTPStatusDesc: HTTP 響應狀態描述，200對應的OK.

請求#

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

響應#

HTTPVersion HTTPStatus HTTPStatusDesc
HEADERS
<CRLF>
BODY

示例:

如果響應中使用了transfer-encoding: chunked這個來替代Content-Length
, 就表示這是一個不固定大小的響應，結尾通常用0\r\n來分割.

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#

默認是長連接 (Connection: Keep-alive), 支持一個 TCP 連接處理多個請求.
快取策略，在請求頭中使用Cache-Control,Expires,Last-Modified,ETag等來控制.
允許響應分塊，就是上面提到的transfer-encoding: chunked, 允許服務端可以多次返回響應體.

但是還是存在一定的問題，例如說如果有一個 TCP 連接阻塞了，還是會開啟新的 TCP 連接進行處理請求.

H2#

HTTP2 中的主要概念:

Connection: 一個 TCP 連接包含一個或多個Stream, 所有的通訊都在一個 TCP 連接上完成.
Stream: 一個可以雙向通訊的數據流，包含一條或多條Message, 每個數據流都一個唯一標識符以及可選的優先級信息.
Message: 對應 HTTP/1.1 中的請求或響應，包含一條或多條Frame.
Frame: 最小傳輸單位, 它以二進制進行編碼.

HTTP 通訊簡圖

在 HTTP/1.1 中是有Start Line + header + body 組成的，而在 H2 中是由一個HEADER Frame以及多個DATA Frame組成的.

Frame#

通常有一些公共的字段，例如Length,Type,Flags以及Stream Id；也各個類型所獨有的字段.

分類如下:

DATA: 用於傳輸 http 消息體.
HEADERS: 用於傳輸首部字段.
PRIORITY: 用於指定或重新指定引用資源的優先級.
RST_STREAM: 用於通知流的非正常終止.
SETTINGS: 用於約定客戶端和服務端的配置數據。例如設置初識的雙向流量控制窗口大小.
PUSH_PROMISE: 服務端推送許可.
PING: 用於計算往返時間，執行 “活性” 檢活.
GOAWAY: 用於通知對端停止在當前連接中創建流.
WINDOW_UPDATE: 用於調整個別流或個別連接的流量.
CONTINUATION: 專門用於傳遞較大 HTTP 頭部時的持續幀.

為什麼 H2 必須要走 HTTPS？#

這其實在 H2 標準中沒有規定，主要是為了更方便的進行 HTTP 協議的升級 / 協商，確認一個 Web 服務器是否支持 H2 通常有兩種方式:

在請求頭中設置Upgrade: HTTP/2.0以及Connection: Upgrade,HTTP2-Settings等，類似升級到Websocket.
使用TLS中的ALPN(Application Layer Protocol Negotiation, 應用層協議協商) 中的ALPN Next Protocol
字段，在Client Hello與Server Hello這個階段就可以確定下來.

而現在的瀏覽器基本都是實現的方式二, 即與 HTTPS 綁定在一起. 但是如果我們不用瀏覽器進行訪問，當然也可以不用 HTTPS.

詳細可參考.

為什麼 H2 能實現並行響應請求？#

在 HTTP/1.1 中，請求與響應是一一對應的，在同一個連接裡，客戶端依次發送兩個請求，一段時間以後收到來自服務器的一個響應，這個響應一定是對應於第一個發出去的請求的.
因為沒有一個標誌來表示哪個響應對應哪個請求.

而在 H2 中基於Stream和Frame的設計: 每個Frame都帶有Stream Id來標識是否為同一個Stream裡面的數據, 每個Stream
互不影響，這樣就能做到在一個 TCP 裡面連接裡傳輸多對請求 / 響應.

H2 的新特性#

H2 的對 HTTP/1.1 優化的核心就是 使用盡可能少的連接數.

多路復用：只用一個 TCP 連接就能處理多對請求 / 響應，不用在開啟另外的 TCP 連接，就是通過Stream與Frame來實現的.
二進制分幀：使用Frame為最小單位進行通訊，並採用二進制編碼.
頭部壓縮: 使用HPACK算法進行優化.
- 維護一份相同的靜態字典, 包含常見的請求頭的 KV 組合
- 一份動態字典，可以動態的擴容 (每個連接單獨維護)
- 支持哈夫曼編碼 (靜態哈夫曼碼表)
在 HTTP/1 中消息體可以用 gzip 進行壓縮，但是請求頭通常沒有任何壓縮，有時候請求頭的數據可能比請求體的數據還多.
請求優先級：一般在HEADERS幀與PRIORITY幀中攜帶，通常依賴於服務端的支持程度.

工具#

生成測試簽名#

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

使用 curl 調試 HTTPS#

curl https://zcygov.cn -vv