HTTP 详解

工作原理：  转自http://blog.csdn.net/hguisu/article/details/8680808

1. HTTP简介

         HTTP协议（HyperText Transfer Protocol，超文本传输协议）是用于从WWW服务器传输超文本到本地浏览器的传送协议。它可以使浏览器更加高效，使网络传输减少。它不仅保证计算机正确快速地传输超文本文档，还确定传输文档中的哪一部分，以及哪部分内容首先显示(如文本先于图形)等。

         在了解HTTP如何工作之前，我们先了解计算机之间的通信。

2. 计算机相互之间的通信

        互联网的关键技术就是TCP/IP协议。两台计算机之间的通信是通过TCP/IP协议在因特网上进行的。实际上这个是两个协议：

        TCP : Transmission Control Protocol 传输控制协议和IP： Internet Protocol  网际协议。

        IP：计算机之间的通信

        IP协议是计算机用来相互识别的通信的一种机制，每台计算机都有一个IP.用来在internet上标识这台计算机。  IP 负责在因特网上发送和接收数据包。通过 IP，消息（或者其他数据）被分割为小的独立的包，并通过因特网在计算机之间传送。IP 负责将每个包路由至它的目的地。

        IP协议仅仅是允许计算机相互发消息，但它并不检查消息是否以发送的次序到达而且没有损坏（只检查关键的头数据）。为了提供消息检验功能，直接在IP协议上设计了传输控制协议TCP.

        

       TCP : 应用程序之间的通信

       TCP确保数据包以正确的次序到达，并且尝试确认数据包的内容没有改变。TCP在IP地址之上引端口（port），它允许计算机通过网络提供各种服务。一些端口号为不同的服务保留，而且这些端口号是众所周知。

       服务或者守护进程：在提供服务的机器上，有程序监听特定端口上的通信流。例如大多数电子邮件通信流出现在端口25上，用于wwww的HTTP通信流出现在80端口上。

       当应用程序希望通过 TCP 与另一个应用程序通信时，它会发送一个通信请求。这个请求必须被送到一个确切的地址。在双方“握手”之后，TCP 将在两个应用程序之间建立一个全双工 (full-duplex) 的通信，占用两个计算机之间整个的通信线路。TCP 用于从应用程序到网络的数据传输控制。TCP 负责在数据传送之前将它们分割为 IP 包，然后在它们到达的时候将它们重组。

       TCP/IP 就是TCP 和 IP 两个协议在一起协同工作，有上下层次的关系。

       TCP 负责应用软件（比如你的浏览器）和网络软件之间的通信。IP 负责计算机之间的通信。TCP 负责将数据分割并装入 IP 包，IP 负责将包发送至接受者，传输过程要经IP路由器负责根据通信量、网络中的错误或者其他参数来进行正确地寻址，然后在它们到达的时候重新组合它们。

 

3. HTTP协议所在的协议层

      HTTP是基于TCP协议之上的。在TCP/IP协议参考模型的各层对应的协议如下图,其中HTTP是应用层的协议。

      

 

4. HTTP请求响应模型   

       HTTP由请求和响应构成，是一个标准的客户端服务器模型（B/S）。HTTP协议永远都是客户端发起请求，服务器回送响应。见下图:

    

 

       HTTP是一个无状态的协议。无状态是指客户机（Web浏览器）和服务器之间不需要建立持久的连接，这意味着当一个客户端向服务器端发出请求，然后服务器返回响应(response)，连接就被关闭了，在服务器端不保留连接的有关信息.HTTP遵循请求(Request)/应答(Response)模型。客户机（浏览器）向服务器发送请求，服务器处理请求并返回适当的应答。所有HTTP连接都被构造成一套请求和应答。

 

5. HTTP工作过程      

     一次HTTP操作称为一个事务，其工作整个过程如下：

     1 ) 、地址解析，

     如用客户端浏览器请求这个页面：http://localhost.com:8080/index.htm

     从中分解出协议名、主机名、端口、对象路径等部分，对于我们的这个地址，解析得到的结果如下：
     协议名：http
     主机名：localhost.com
     端口：8080
     对象路径：/index.htm

      在这一步，需要域名系统DNS解析域名localhost.com,得主机的IP地址。

    2）、封装HTTP请求数据包

     把以上部分结合本机自己的信息，封装成一个HTTP请求数据包

     3）封装成TCP包，建立TCP连接（TCP的三次握手）

       在HTTP工作开始之前，客户机（Web浏览器）首先要通过网络与服务器建立连接，该连接是通过TCP来完成的，该协议与IP协议共同构建Internet，即著名的TCP/IP协议族，因此Internet又被称作是TCP/IP网络。HTTP是比TCP更高层次的应用层协议，根据规则，只有低层协议建立之后才能，才能进行更层协议的连接，因此，首先要建立TCP连接，一般TCP连接的端口号是80。这里是8080端口

     4）客户机发送请求命令

       建立连接后，客户机发送一个请求给服务器，请求方式的格式为：统一资源标识符（URL）、协议版本号，后边是MIME信息包括请求修饰符、客户机信息和可内容。

     5）服务器响应

     服务器接到请求后，给予相应的响应信息，其格式为一个状态行，包括信息的协议版本号、一个成功或错误的代码，后边是MIME信息包括服务器信息、实体信息和可能的内容。

        实体消息是服务器向浏览器发送头信息后，它会发送一个空白行来表示头信息的发送到此为结束，接着，它就以Content-Type应答头信息所描述的格式发送用户所请求的实际数据

     6）服务器关闭TCP连接

     一般情况下，一旦Web服务器向浏览器发送了请求数据，它就要关闭TCP连接，然后如果浏览器或者服务器在其头信息加入了这行代码

    Connection:keep-alive

   TCP连接在发送后将仍然保持打开状态，于是，浏览器可以继续通过相同的连接发送请求。保持连接节省了为每个请求建立新连接所需的时间，还节约了网络带宽。

 

 

6. HTTP协议栈中各层数据流      

             首先我们看看客户端请求的时候，数据在各层协议的数据组织如下图：

         

            而服务器解析客户机请求就是反向操作的过程，如下图：

           
       

       客户机发起一次请求的时候：

       客户机会将请求封装成http数据包-->封装成Tcp数据包-->封装成Ip数据包--->封装成数据帧--->硬件将帧数据转换成bit流（二进制数据）-->最后通过物理硬件（网卡芯片）发送到指定地点。

       服务器硬件首先收到bit流....... 然后转换成ip数据包。于是通过ip协议解析Ip数据包，然后又发现里面是tcp数据包，就通过tcp协议解析Tcp数据包，接着发现是http数据包通过http协议再解析http数据包得到数据。

 

 

 

6. HTTPS实现原理    

 

             HTTPS（全称：Hypertext Transfer Protocol over Secure Socket Layer），是以安全为目标的HTTP通道，简单讲是HTTP的安全版。即HTTP下加入SSL层，HTTPS的安全基础是SSL。其所用的端口号是443。

 

         SSL：安全套接层，是netscape公司设计的主要用于web的安全传输协议。这种协议在WEB上获得了广泛的应用。通过证书认证来确保客户端和网站服务器之间的通信数据是加密安全的。

 

 

      有两种基本的加解密算法类型：

      1）对称加密（symmetrcic encryption）：密钥只有一个，加密解密为同一个密码，且加解密速度快，典型的对称加密算法有DES、AES，RC5，3DES等；

       对称加密主要问题是共享秘钥，除你的计算机（客户端）知道另外一台计算机（服务器）的私钥秘钥，否则无法对通信流进行加密解密。解决这个问题的方案非对称秘钥。

      2）非对称加密：使用两个秘钥：公共秘钥和私有秘钥。私有秘钥由一方密码保存（一般是服务器保存），另一方任何人都可以获得公共秘钥。

      这种密钥成对出现（且根据公钥无法推知私钥，根据私钥也无法推知公钥），加密解密使用不同密钥（公钥加密需要私钥解密，私钥加密需要公钥解密），相对对称加密速度较慢，典型的非对称加密算法有RSA、DSA等。

   下面看一下https的通信过程：

 

   

 

        过程大致如下：

        1） SSL客户端通过TCP和服务器建立连接之后（443端口），并且在一般的tcp连接协商（握手）过程中请求证书。

              即客户端发出一个消息给服务器，这个消息里面包含了自己可实现的算法列表和其它一些需要的消息，SSL的服务器端会回应一个数据包，这里面确定了这次通信所需要的算法，然后服务器向客户端返回证书。（证书里面包含了服务器信息：域名。申请证书的公司，公共秘钥）。                 

       2）Client在收到服务器返回的证书后，判断签发这个证书的公共签发机构，并使用这个机构的公共秘钥确认签名是否有效，客户端还会确保证书中列出的域名就是它正在连接的域名。

       3）  如果确认证书有效，那么生成对称秘钥并使用服务器的公共秘钥进行加密。然后发送给服务器，服务器使用它的私钥对它进行解密，这样两台计算机可以开始进行对称加密进行通信。

 

https通信的优点：

1）客户端产生的密钥只有客户端和服务器端能得到；

2）加密的数据只有客户端和服务器端才能得到明文；

 

3）客户端到服务端的通信是安全的。

 

请求、响应、缓存： 转自http://blog.csdn.net/hguisu/article/details/8683290

1. HTTP请求格式      

       做过Socket编程的人都知道，当我们设计一个通信协议时，“消息头/消息体”的分割方式是很常用的，消息头告诉对方这个消息是干什么的，消息体告诉对方怎么干。HTTP协议传输的消息也是这样规定的，每一个HTTP包都分为HTTP头和HTTP体两部分，消息体是可选的，而消息头是必须的。每当我们打开一个网页，在上面点击右键，选择“查看源文件”，这时看到的HTML代码就是HTTP的消息体，那么消息头可以通过浏览器的开发工具或者插件可以看到，如果火狐的Firebug，IE的Httpwatch。

      客户端通过发送 HTTP 请求向服务器请求对资源的访问。 它向服务器传递了一个数据块，也就是请求信息，HTTP 请求由三部分组成：请求行、  请求头和请求正文。

 请求行：请求方法 URI 协议/版本

  请求头(Request Header)

 

 请求正文

下面是一个HTTP请求的数据：

POST /index.php HTTP/1.1
Host: localhost
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 5.1; rv:10.0.2) Gecko/20100101 Firefox/10.0.2
Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,*/*;q=0.8
Accept-Language: zh-cn,zh;q=0.5
Accept-Encoding: gzip, deflate
Connection: keep-alive
Referer: http://localhost/
Content-Length：25
Content-Type：application/x-www-form-urlencoded
 
username=aa&password=1234

 

1、请求行：请求方法URI协议/版本

 请求的第一行是“方法 URL  协议/版本”，并以 回车换行作为结尾。请求行以空格分隔。格式如下：

POST /index.php HTTP/1.1

以上代码中“GET”代表请求方法，“//ndex.php”表示URI，“HTTP/1.1代表协议和协议的版本。

        根据HTTP标准，HTTP请求可以使用多种请求方法。例如：HTTP1.1支持7种请求方法：GET、POST、HEAD、OPTIONS、PUT、DELETE和TARCE。在Internet应用中，最常用的方法是GET和POST。

         URL完整地指定了要访问的网络资源，通常只要给出相对于服务器的根目录的相对目录即可，因此总是以“/”开头，最后，协议版本声明了通信过程中使用HTTP的版本。   

请求方法

在 HTTP 协议中，HTTP 请求可以使用多种请求方法，这些方法指明了要以何种方式来访问 Request-URI 所标识的资源。HTTP1.1 支持的请求方法如下表所示：

HTTP1.1 中的请求方式：

方法	作用
GET	请求获取由 Request-URI 所标识的资源
POST	请求服务器接收在请求中封装的实体，并将其作为由 Request-Line 中的 Request-URI 所标识的资源的一部分
HEAD	请求获取由 Request-URI 所标识的资源的响应消息报头
PUT	请求服务器存储一个资源，并用 Request-URI 作为其标识符
DELETE	请求服务器删除由 Request-URI 所标识的资源
TRACE	请求服务器回送到的请求信息，主要用于测试或诊断
CONNECT	保留将来使用
OPTIONS	请求查询服务器的性能，或者查询与资源相关的选项和需求

 

重点介绍 GET、POST 和 HEAD 三个方法：

（1）GET

        GET 方法用于获取由 Request-URI 所标识的资源的信息，常见的形式是：

        GET Request-URI HTTP/1.1
        GET方法是默认的HTTP请求方法，例如当我们通过在浏览器的地址栏中直接输入网址的方式去访问网页的时候，浏览器采用的就是 GET 方法向服务器获取资源。

        我们可以使用GET方法来提交表单数据，用GET方法提交的表单数据只经过了简单的编码，同时它将作为URL的一部分向服务器发送，因此，如果使用GET方法来提交表单数据就存在着安全隐患上。例如：
         Http://localhost/login.php?username=aa&password=1234

        从上面的URL请求中，很容易就可以辩认出表单提交的内容。（？之后的内容）另外由于GET方法提交的数据是作为URL请求的一部分所以提交的数据量不能太大。这是因为浏览器对url的长度有限制

       各种浏览器也会对url的长度有所限制，下面是几种常见浏览器的url长度限制:(单位:字符)

IE : 2803

Firefox:65536

Chrome:8182

Safari:80000

Opera:190000 

（2）POST

          POST方法是GET方法的一个替代方法，它主要是向Web服务器提交表单数据，尤其是大批量的数据。 在请求头信息结束之后的两个回车换行之后（实际是空一行），就是表单提交的数据。如上面提到的post表单数据：

        username=aa&password=1234

        POST方法克服了GET方法的一些缺点。通过POST方法提交表单数据时，数据不是作为URL请求的一部分而是作为标准数据传送给Web服务器，这就克服了GET方法中的信息无法保密和数据量太小的缺点。因此，出于安全的考虑以及对用户隐私的尊重，通常表单提交时采用POST方法。

　 从编程的角度来讲，如果用户通过GET方法提交数据，则数据存放在QUERY＿STRING环境变量中，而POST方法提交的数据则可以从标准输入流中获取。

 

 GET与POST方法有以下区别：

      1、  在客户端，Get方式在通过URL提交数据，数据在URL中可以看到；POST方式，数据放在HTTP包的body中。

      2、 GET方式提交的数据大小有限制（因为浏览器对URL的长度有限制），而POST则没有此限制。

      3、安全性问题。正如在（1）中提到，使用 Get 的时候，参数会显示在地址栏上，而 Post 不会。所以，如果这些数据是中文数据而且是非敏感数据，那么使用 get；如果用户输入的数据不是中文字符而且包含敏感数据，那么还是使用 post为好。

      4.、服务器取值方式不一样。GET方式取值，如php可以使用$_GET来取得变量的值，而POST方式通过$_POST来获取变量的值。

 

（3）HEAD

     HEAD 方法与 GET 方法几乎是相同的，它们的区别在于 HEAD 方法只是请求消息报头，而不是完整的内容。对于 HEAD 请求的回应部分来说，它的 HTTP 头部中包含的信息与通过 GET 请求所得到的信息是相同的。利用这个方法，不必传输整个资源内容，就可以得到 Request-URI 所标识的资源的信息。这个方法通常被用于测试超链接的有效性，是否可以访问，以及最近是否更新。

    要注意的是，在 HTML 文档中，书写 get 和 post，大小写都可以，但在 HTTP 协议中的 GET 和 POST 只能是大写形式。

2. 请求头

每个头域由一个域名，冒号（:）和域值三部分组成。域名是大小写无关的，域值前可以添加任何数量的空格符，头域可以被扩展为多行，在每行开始处，使用至少一个空格或制表符。

HTTP最常见的请求头如下：

Transport 头域

Connection：

作用：表示是否需要持久连接。

如果服务器看到这里的值为“Keep-Alive”，或者看到请求使用的是HTTP 1.1（HTTP 1.1默认进行持久连接）,它就可以利用持久连接的优点，当页面包含多个元素时（例如Applet，图片），显著地减少下载所需要的时间。要实现这一点，服务器需要在应答中发送一个Content-Length头，最简单的实现方法是：先把内容写入 ByteArrayOutputStream，然后在正式写出内容之前计算它的大小；

例如：　Connection: keep-alive   当一个网页打开完成后，客户端和服务器之间用于传输HTTP数据的TCP连接不会关闭，如果客户端再次访问这个服务器上的  网页，会继续使用这一条已经建立的连接

例如：  Connection: close  代表一个Request完成后，客户端和服务器之间用于传输HTTP数据的TCP连接会关闭，  当客户端再次发送Request，需要重新建立TCP连接。

Host（发送请求时，该报头域是必需的）

Host请求报头域主要用于指定被请求资源的Internet主机和端口号，它通常从HTTP URL中提取出来的。

eg：http://；localhost/index.html
浏览器发送的请求消息中，就会包含Host请求报头域，如下：
Host：localhost

此处使用缺省端口号80，若指定了端口号8080，则变成：Host：localhost:8080

Client 头域

Accept：

作用：浏览器可以接受的媒体类型（MIME类型）,

例如：  Accept: text/html  代表浏览器可以接受服务器回发的类型为 text/html  也就是我们常说的html文档, 如果服务器无法返回text/html类型的数据，服务器应该返回一个406错误(non acceptable)。

通配符 * 代表任意类型。例如  Accept: */*  代表浏览器可以处理所有类型，(一般浏览器发给服务器都是发这个)

Accept-Encoding：

作用： 浏览器申明自己接收的编码方法，通常指定压缩方法，是否支持压缩，支持什么压缩方法（gzip，deflate），（注意：这不是只字符编码）;

例如： Accept-Encoding: gzip, deflate。Server能够向支持gzip/deflate的浏览器返回经gzip或者deflate编码的HTML页面。 许多情形下这可以减少5到10倍的下载时间，也节省带宽。

Accept-Language：

作用： 浏览器申明自己接收的语言。 

语言跟字符集的区别：中文是语言，中文有多种字符集，比如big5，gb2312，gbk等等；

例如： Accept-Language:zh-cn 。如果请求消息中没有设置这个报头域，服务器假定客户端对各种语言都可以接受。

User-Agent：

作用：告诉HTTP服务器， 客户端使用的操作系统和浏览器的名称和版本.

我们上网登陆论坛的时候，往往会看到一些欢迎信息，其中列出了你的操作系统的名称和版本，你所使用的浏览器的名称和版本，这往往让很多人感到很神奇，实际上， 服务器应用程序就是从User-Agent这个请求报头域中获取到这些信息User-Agent请求报头域允许客户端将它的操作系统、浏览器和其它属性告诉服务器。

例如： User-Agent: Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 8.0; Windows NT 5.1; Trident/4.0; CIBA; .NET CLR 2.0.50727; .NET CLR 3.0.4506.2152; .NET CLR 3.5.30729; .NET4.0C; InfoPath.2; .NET4.0E)

Accept-Charset：

作用：浏览器申明自己接收的字符集，这就是本文前面介绍的各种字符集和字符编码，如gb2312，utf-8（通常我们说Charset包括了相应的字符编码方案）；

例如：Accept-Charset:iso-8859-1,gb2312.如果在请求消息中没有设置这个域，缺省是任何字符集都可以接受。

Authorization：授权信息，通常出现在对服务器发送的WWW-Authenticate头的应答中；

Authorization请求报头域主要用于证明客户端有权查看某个资源。当浏览器访问一个页面时，如果收到服务器的响应代码为401（未授权），可以发送一个包含Authorization请求报头域的请求，要求服务器对其进行验证。

Cookie/Login 头域

Cookie:

作用： 最重要的header, 将cookie的值发送给HTTP 服务器

Entity头域

Content-Length

作用：发送给HTTP服务器数据的长度。即请求消息正文的长度；

例如： Content-Length: 38

Content-Type：

作用：

例如：Content-Type: application/x-www-form-urlencoded

Miscellaneous 头域

Referer:

作用： 提供了Request的上下文信息的服务器，告诉服务器我是从哪个链接过来的，比如从我主页上链接到一个朋友那里， 他的服务器就能够从HTTP Referer中统计出每天有多少用户点击我主页上的链接访问    他的网站。

例如: Referer:http://translate.google.cn/?hl=zh-cn&tab=wT

Cache 头域

If-Modified-Since：

作用： 把浏览器端缓存页面的最后修改时间发送到服务器去，服务器会把这个时间与服务器上实际文件的最后修改时间进行对比。如果时间一致，那么返回304，客户端就直接使用本地缓存文件。如果时间不一致，就会返回200和新的文件内容。客户端接到之后，会丢弃旧文件，把新文件缓存起来，并显示在浏览器中。

例如：If-Modified-Since: Thu, 09 Feb 2012 09:07:57 GMT。

If-None-Match：

作用: If-None-Match和ETag一起工作，工作原理是在HTTP Response中添加ETag信息。 当用户再次请求该资源时，将在HTTP Request 中加入If-None-Match信息(ETag的值)。如果服务器验证资源的ETag没有改变（该资源没有更新），将返回一个304状态告诉客户端使用本地缓存文件。否则将返回200状态和新的资源和Etag.  使用这样的机制将提高网站的性能

例如: If-None-Match: "03f2b33c0bfcc1:0"

Pragma：

作用： 防止页面被缓存， 在HTTP/1.1版本中，它和Cache-Control:no-cache作用一模一样

Pargma只有一个用法， 例如： Pragma: no-cache

注意: 在HTTP/1.0版本中，只实现了Pragema:no-cache, 没有实现Cache-Control

Cache-Control：

作用: 这个是非常重要的规则。 这个用来指定Response-Request遵循的缓存机制。各个指令含义如下

Cache-Control:Public   可以被任何缓存所缓存（）

Cache-Control:Private     内容只缓存到私有缓存中

Cache-Control:no-cache  所有内容都不会被缓存

2. HTTP响应格式      

      在接收和解释请求消息后，服务器会返回一个 HTTP 响应消息。与 HTTP 请求类似，HTTP 响应也是由三个部分组成，分别是：状态行、消息报头和响应正文。如：

HTTP/1.1 200 OK Date: Sun, 17 Mar 2013 08:12:54 GMT Server: Apache/2.2.8 (Win32) PHP/5.2.5 X-Powered-By: PHP/5.2.5 Set-Cookie: PHPSESSID=c0huq7pdkmm5gg6osoe3mgjmm3; path=/ Expires: Thu, 19 Nov 1981 08:52:00 GMT Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, post-check=0, pre-check=0 Pragma: no-cache Content-Length: 4393 Keep-Alive: timeout=5, max=100 Connection: Keep-Alive Content-Type: text/html; charset=utf-8

<html> <head> <title>HTTP响应示例<title> </head> <body> Hello HTTP! </body> </html>

 

1、状态行

       状态行由协议版本、数字形式的状态代码，及相应的状态描述组成，各元素之间以空格分隔，结尾时回车换行符，格式如下：

HTTP-Version Status-Code Reason-Phrase CRLF

HTTP-Version 表示服务器 HTTP 协议的版本，Status-Code 表示服务器发回的响应代码，Reason-Phrase 表示状态代码的文本描述，CRLF 表示回车换行。例如：

HTTP/1.1 200 OK (CRLF)

      状态代码与状态描述

      状态代码由 3 位数字组成， 表示请求是否被理解或被满足，状态描述给出了关于状态码的简短的文字描述。状态码的第一个数字定义了响应类别，后面两位数字没有具体分类。第一个数字有 5 种取值，如下所示。

• 1xx：指示信息——表示请求已经接受，继续处理
• 2xx：成功——表示请求已经被成功接收、理解、接受。
• 3xx：重定向——要完成请求必须进行更进一步的操作
• 4xx：客户端错误——请求有语法错误或请求无法实现
• 5xx：服务器端错误——服务器未能实现合法的请求。

常见状态代码、状态描述、说明：
200 OK      //客户端请求成功
400 Bad Request  //客户端请求有语法错误，不能被服务器所理解
401 Unauthorized //请求未经授权，这个状态代码必须和WWW-Authenticate报头域一起使用 
403 Forbidden  //服务器收到请求，但是拒绝提供服务
404 Not Found  //请求资源不存在，eg：输入了错误的URL
500 Internal Server Error //服务器发生不可预期的错误
503 Server Unavailable  //服务器当前不能处理客户端的请求，一段时间后可能恢复正常

2、响应正文

响应正文就是服务器返回的资源的内容，响应头和正文之间也必须用空行分隔。如：

 

<html>
<head>
<title>HTTP响应示例<title>
</head>
<body>
Hello HTTP!
</body>
</html>

3 、响应头信息

HTTP最常见的响应头如下所示：

Cache头域

Date：

作用：生成消息的具体时间和日期，即当前的GMT时间。

例如：　Date: Sun, 17 Mar 2013 08:12:54 GMT

Expires：

作用: 浏览器会在指定过期时间内使用本地缓存，指明应该在什么时候认为文档已经过期，从而不再缓存它。

例如: Expires: Thu, 19 Nov 1981 08:52:00 GMT　　

Vary

作用：

例如: Vary: Accept-Encoding

Cookie/Login 头域

P3P

作用: 用于跨域设置Cookie, 这样可以解决iframe跨域访问cookie的问题

例如: P3P: CP=CURa ADMa DEVa PSAo PSDo OUR BUS UNI PUR INT DEM STA PRE COM NAV OTC NOI DSP COR

Set-Cookie

作用： 非常重要的header, 用于把cookie 发送到客户端浏览器， 每一个写入cookie都会生成一个Set-Cookie.

例如: Set-Cookie: PHPSESSID=c0huq7pdkmm5gg6osoe3mgjmm3; path=/

Entity实体头域：

            实体内容的属性，包括实体信息类型，长度，压缩方法，最后一次修改时间，数据有效性等。

ETag：

作用:  和If-None-Match 配合使用。 （实例请看上节中If-None-Match的实例）

例如: ETag: "03f2b33c0bfcc1:0"

Last-Modified：

作用： 用于指示资源的最后修改日期和时间。（实例请看上节的If-Modified-Since的实例）

例如: Last-Modified: Wed, 21 Dec 2011 09:09:10 GMT

Content-Type：

作用：WEB服务器告诉浏览器自己响应的对象的类型和字符集,

例如:

        Content-Type: text/html; charset=utf-8

　　Content-Type:text/html;charset=GB2312

　　Content-Type: image/jpeg

Content-Length：

指明实体正文的长度，以字节方式存储的十进制数字来表示。在数据下行的过程中，Content-Length的方式要预先在服务器中缓存所有数据，然后所有数据再一股脑儿地发给客户端。

　　例如: Content-Length: 19847

Content-Encoding：

作用：文档的编码（Encode）方法。一般是压缩方式。

WEB服务器表明自己使用了什么压缩方法（gzip，deflate）压缩响应中的对象。利用gzip压缩文档能够显著地减少HTML文档的下载时间。

例如：Content-Encoding：gzip

Content-Language：

作用： WEB服务器告诉浏览器自己响应的对象的语言者

例如： Content-Language:da

Miscellaneous 头域

Server：

作用：指明HTTP服务器的软件信息

例如:Apache/2.2.8 (Win32) PHP/5.2.5

X-Powered-By：

作用：表示网站是用什么技术开发的

例如： X-Powered-By: PHP/5.2.5

Transport头域

Connection：

例如：　Connection: keep-alive   当一个网页打开完成后，客户端和服务器之间用于传输HTTP数据的TCP连接不会关闭，如果客户端再次访问这个服务器上的网页，会继续使用这一条已经建立的连接

例如：  Connection: close  代表一个Request完成后，客户端和服务器之间用于传输HTTP数据的TCP连接会关闭， 当客户端再次发送Request，需要重新建立TCP连接。

Location头域

Location：

作用： 用于重定向一个新的位置， 包含新的URL地址

实例请看304状态实例

HTTP协议是无状态的和Connection: keep-alive的区别

　　无状态是指协议对于事务处理没有记忆能力，服务器不知道客户端是什么状态。从另一方面讲，打开一个服务器上的网页和你之前打开这个服务器上的网页之间没有任何联系。

　　HTTP是一个无状态的面向连接的协议，无状态不代表HTTP不能保持TCP连接，更不能代表HTTP使用的是UDP协议（无连接）。

　　从HTTP/1.1起，默认都开启了Keep-Alive，保持连接特性，简单地说，当一个网页打开完成后，客户端和服务器之间用于传输HTTP数据的TCP连接不会关闭，如果客户端再次访问这个服务器上的网页，会继续使用这一条已经建立的连接。

　　Keep-Alive不会永久保持连接，它有一个保持时间，可以在不同的服务器软件（如Apache）中设定这个时间。

 

3. 浏览器缓存      

          

       浏览器缓存：包括页面html缓存和图片js，css等资源的缓存。如下图，浏览器缓存是基于把页面信息保存到用户本地电脑硬盘里。

        

 

 

1、缓存的优点：

 

     1）服务器响应更快：因为请求从缓存服务器（离客户端更近）而不是源服务器被相应，这个过程耗时更少，让服务器看上去响应更快。

     2）减少网络带宽消耗：当副本被重用时会减低客户端的带宽消耗；客户可以节省带宽费用，控制带宽的需求的增长并更易于管理。

1、缓存工作原理

       页面缓存状态是由http header决定的，一个浏览器请求信息，一个是服务器响应信息。主要包括Pragma: no-cache、Cache-Control、 Expires、 Last-Modified、If-Modified-Since。其中Pragma: no-cache由HTTP/1.0规定，Cache-Control由HTTP/1.1规定。

       工作原理图：

 

从图中我们可以看到原理主要分三步：

1. 第一次请求：浏览器通过http的header报头，附带Expires，Cache-Control，Last-Modified/Etag向服务器请求，此时服务器记录第一次请求的Last-Modified/Etag                  
2. 再次请求：当浏览器再次请求的时候，请求头附带Expires，Cache-Control，If-Modified-Since/Etag向服务器请求
3. 服务器根据第一次记录的Last-Modified/Etag和再次请求的If-Modified-Since/Etag做对比，判断是否需要更新，服务器通过这两个头判断本地资源未发生变化，客 户端不需要重新下载，返回304响应。常见流程如下图所示：

 

 

与缓存相关的HTTP扩展消息头

 

    Expires：设置页面过期时间，格林威治时间GMT

    Cache-Control：更细致的控制缓存的内容

    Last-Modified：请求对象最后一次的修改时间 用来判断缓存是否过期 通常由文件的时间信息产生 

    ETag：响应中资源的校验值，在服务器上某个时段是唯一标识的。ETag是一个可以 与Web资源关联的记号（token），和Last-Modified功能才不多，也是一个标识符，一般和Last-Modified一起使用，加强服务器判断的准确度。

    Date：服务器的时间

    If-Modified-Since：客户端存取的该资源最后一次修改的时间，用来和服务器端的Last-Modified做比较

    If-None-Match：客户端存取的该资源的检验值，同ETag。

Cache-Control的主要参数 
      Cache-Control: private/public Public 响应会被缓存，并且在多用户间共享。 Private 响应只能够作为私有的缓存，不能再用户间共享。
      Cache-Control: no-cache：不进行缓存 
      Cache-Control: max-age=x：缓存时间 以秒为单位 
      Cache-Control: must-revalidate：如果页面是过期的 则去服务器进行获取。

 

2、关于图片，css，js，flash的缓存

这个主要通过服务器的配置来实现这个技术，如果使用apache服务器的话，可以使用mod_expires模块来实现：

编译mod_expires模块：

Cd  /root/httpd-2.2.3/modules/metadata

/usr/local/apache/bin/apxs -i -a -c mod_expires.c //编译

编辑httpd.conf配置：添加下面内容

<IfModule mod_expires.c>

ExpiresActive on

ExpiresDefault "access plus 1 month"

ExpiresByType text/html "access plus 1 months"

ExpiresByType text/css "access plus 1 months"

ExpiresByType image/gif "access plus 1 months"

ExpiresByType image/jpeg "access plus 1 months"

ExpiresByType image/jpg "access plus 1 months"

ExpiresByType image/png "access plus 1 months"

EXpiresByType application/x-shockwave-flash "access plus 1 months"

EXpiresByType application/x-javascript      "access plus 1 months"

#ExpiresByType video/x-flv "access plus 1 months"

</IfModule>

解释：第一句--开启服务

第二句--默认时间是一个月

 

在下面是关于各种类型的资源的缓存时间设置

 

http1.0 和http1.1 区别 转自http://blog.csdn.net/hguisu/article/details/8608888

 

翻了下HTTP1.1的协议标准RFC2616，下面是看到的一些它跟HTTP1.0的差别。

1. Persistent Connection持久连接

 

       在HTTP1.0中，每对Request/Response都使用一个新的连接。

        HTTP 1.1则支持持久连接Persistent Connection, 并且默认使用persistent  connection. 在同一个tcp的连接中可以传送多个HTTP请求和响应. 多个请求和响应可以重叠，多个请求和响应可以同时进行. 更加多的请求头和响应头(比如HTTP1.0没有host的字段).

        HTTP 1.1的持续连接，也需要增加新的请求头来帮助实现，例如，Connection请求头的值为Keep-Alive时，客户端通知服务器返回本次请求结果后保持连接；Connection请求头的值为close时，客户端通知服务器返回本次请求结果后关闭连接。HTTP 1.1还提供了与身份认证、状态管理和Cache缓存等机制相关的请求头和响应头。

        HTTP 1.0规定浏览器与服务器只保持短暂的连接，浏览器的每次请求都需要与服务器建立一个TCP连接，服务器完成请求处理后立即断开TCP连接，服务器不跟踪每个客户也不记录过去的请求。此外，由于大多数网页的流量都比较小，一次TCP连接很少能通过slow-start区，不利于提高带宽利用率。

        在1.0时的会话方式：
       1. 建立连接
       2. 发出请求信息
       3. 回送响应信息
       4. 关掉连接

       小结:浏览器和web服务器连接很短，每次连接只处理一个请求和响应。对每一个页的请求,浏览器与web服务器都要建立一次单独的连接.浏览器没有 关掉前,连接就断开了.浏览器和服务器之间的通信是完全独立分开的请求和响应对.因为这样没法断点浏览器是否断开,没法做连接状态控制。建立和关掉连接会很占用连接时间.

      在一个网页中,在http头中的Connection中有多少个close的头,就相当有多少个http的连接.

 

      HTTP 1.1支持长连接（PersistentConnection）和请求的流水线（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。例如：一个包含有许多图像的网页文件的多个请求和应答可以在一个连接中传输，但每个单独的网页文件的请求和应答仍然需要使用各自的连接。

       HTTP 1.1还允许客户端不用等待上一次请求结果返回，就可以发出下一次请求，但服务器端必须按照接收到客户端请求的先后顺序依次回送响应结果，以保证客户端能够区分出每次请求的响应内容，这样也显著地减少了整个下载过程所需要的时间。

       在HTTP/1.0中，要建立长连接，可以在请求消息中包含Connection: Keep-Alive头域，如果服务器愿意维持这条连接，在响应消息中也会包含一个Connection: Keep-Alive的头域。同时，可以加入一些指令描述该长连接的属性，如max，timeout等。

       事实上，Connection头域可以携带三种不同类型的符号：

       1、一个包含若干个头域名的列表，声明仅限于一次hop连接的头域信息；

       2、任意值，本次连接的非标准选项，如Keep-Alive等；

        3、close值，表示消息传送完成之后关闭长连接；

 

        客户端和源服务器之间的消息传递可能要经过很多中间节点的转发，这是一种逐跳传递（hop-by-hop）。HTTP/1.1相应地引入了hop-by-hop头域，这种头域仅作用于一次hop，而非整个传递路径。每一个中间节点（如Proxy，Gateway）接收到的消息中如果包含Connection头域，会查找Connection头域中的一个头域名列表，并在将消息转发给下一个节点之前先删除消息中这些头域。

        通常，HTTP/1.0的Proxy不支持Connection头域，为了不让它们转发可能误导接收者的头域，协议规定所有出现在Connection头域中的头域名都将被忽略。

 

2. Host域

 

 

       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）。此外，服务器应该接受以绝对路径标记的资源请求。

        HTTP1.1在Request消息头里头多了一个Host域，比如：

       GET /pub/WWW/TheProject.html HTTP/1.1

       Host: www.w3.org

       HTTP1.0则没有这个域。

       可能HTTP1.0的时候认为，建立TCP连接的时候已经指定了IP地址，这个IP地址上只有一个host。

       由于HTTP 1.0不支持Host请求头字段，WEB浏览器无法使用主机头名来明确表示要访问服务器上的哪个WEB站点，这样就无法使用WEB服务器在同一个IP地址和端口号上配置多个虚拟WEB站点。在HTTP 1.1中增加Host请求头字段后，WEB浏览器可以使用主机头名来明确表示要访问服务器上的哪个WEB站点，这才实现了在一台WEB服务器上可以在同一个IP地址和端口号上使用不同的主机名来创建多个虚拟WEB站点。

 

3. date/timestamp (日期时间戳)

 

(接收方向)

无论是HTTP1.0还是HTTP1.1，都要能解析下面三种date/time stamp：

      Sun, 06 Nov 1994 08:49:37GMT  ; RFC 822, updated by RFC 1123

      Sunday, 06-Nov-94 08:49:37GMT ; RFC 850, obsoleted by RFC 1036

      Sun Nov  6 08:49:371994       ; ANSI C's asctime() format

(发送方向)
   HTTP1.0要求不能生成第三种asctime格式的date/time stamp；

    HTTP1.1则要求只生成RFC 1123(第一种)格式的date/time stamp。

 

4. Transfer Codings

 

HTTP1.1支持chunked transfer，所以可以有Transfer-Encoding头部域:

Transfer-Encoding:chunked

 HTTP1.0则没有。

 

HTTP消息中可以包含任意长度的实体，通常它们使用Content-Length来给出消息结束标志。但是，对于很多动态产生的响应，只能通过缓冲完整的消息来判断消息的大小，但这样做会加大延迟。如果不使用长连接，还可以通过连接关闭的信号来判定一个消息的结束。

HTTP/1.1中引入了Chunked transfer-coding来解决上面这个问题，发送方将消息分割成若干个任意大小的数据块，每个数据块在发送时都会附上块的长度，最后用一个零长度的块作为消息结束的标志。这种方法允许发送方只缓冲消息的一个片段，避免缓冲整个消息带来的过载。

在HTTP/1.0中，有一个Content-MD5的头域，要计算这个头域需要发送方缓冲完整个消息后才能进行。而HTTP/1.1中，采用chunked分块传递的消息在最后一个块（零长度）结束之后会再传递一个拖尾（trailer），它包含一个或多个头域，这些头域是发送方在传递完所有块之后再计算出值的。发送方会在消息中包含一个Trailer头域告诉接收方这个拖尾的存在。

5. Quality Values

 

 HTTP1.1多了个qvalue域：

      qvalue         = ( "0" ["." 0*3DIGIT ] )

                     | ( "1" [ "." 0*3("0") ] )

 

6. Entity Tags

 

用于Cache。

 

7. Range 和 Content-Range(节约优化)

 

       HTTP1.1支持传送内容的一部分。比方说，当客户端已经有内容的一部分，为了节省带宽，可以只向服务器请求一部分。

 

        HTTP/1.0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。例如，客户端只需要显示一个文档的部分内容，又比如下载大文件时需要支持断点续传功能，而不是在发生断连后不得不重新下载完整的包。

        HTTP/1.1中在请求消息中引入了range头域，它允许只请求资源的某个部分。在响应消息中Content-Range头域声明了返回的这部分对象的偏移值和长度。如果服务器相应地返回了对象所请求范围的内容，则响应码为206（Partial Content），它可以防止Cache将响应误以为是完整的一个对象。

       

       节省带宽资源的一个非常有效的做法就是压缩要传送的数据。Content-Encoding是对消息进行端到端（end-to-end）的编码，它可能是资源在服务器上保存的固有格式（如jpeg图片格式）；在请求消息中加入Accept-Encoding头域，它可以告诉服务器客户端能够解码的编码方式。

       而Transfer-Encoding是逐段式（hop-by-hop）的编码，如Chunked编码。在请求消息中加入TE头域用来告诉服务器能够接收的transfer-coding方式，

8. 100(Continue) Status(节约带宽)

       另外一种浪费带宽的情况是请求消息中如果包含比较大的实体内容，但不确定服务器是否能够接收该请求（如是否有权限），此时若贸然发出带实体的请求，如果被拒绝也会浪费带宽。

        HTTP/1.1加入了一个新的状态码100（Continue）。客户端事先发送一个只带头域的请求，如果服务器因为权限拒绝了请求，就回送响应码401（Unauthorized）；如果服务器接收此请求就回送响应码100，客户端就可以继续发送带实体的完整请求了。注意，HTTP/1.0的客户端不支持100响应码。但可以让客户端在请求消息中加入Expect头域，并将它的值设置为100-continue。

      100 (Continue) 状态代码的使用，允许客户端在发request消息body之前先用request header试探一下server，看server要不要接收request body，再决定要不要发request body。

客户端在Request头部中包含

Expect: 100-continue

Server看到之后呢如果回100 (Continue) 这个状态代码，客户端就继续发requestbody。

这个是HTTP1.1才有的。

9. Request method

 

     HTTP1.1增加了OPTIONS,PUT, DELETE, TRACE, CONNECT这些Request方法.

      Method   ="OPTIONS"               ;Section 9.2

                     |"GET"                   ; Section 9.3

                     |"HEAD"                  ; Section 9.4

                     |"POST"                  ; Section 9.5

                     | "PUT"                   ;Section 9.6

                     | "DELETE"                ;Section 9.7

                     |"TRACE"                 ; Section 9.8

                     | "CONNECT"               ;Section 9.9

                     | extension-method

       extension-method =token

10. Status code

 

  HTTP1.1 增加的新的status code：

 

(HTTP1.0没有定义任何具体的1xx status code, HTTP1.1有2个)

100 Continue

101 Switching Protocols

 

203 Non-Authoritative Information

205 Reset Content

206 Partial Content

 

302 Found (在HTTP1.0中有个 302 Moved Temporarily)

303 See Other

305 Use Proxy

307 Temporary Redirect

 

405 Method Not Allowed

406 Not Acceptable

407 Proxy Authentication Required

408 Request Timeout

409 Conflict

410 Gone

411 Length Required

412 Precondition Failed

413 Request Entity Too Large

414 Request-URI Too Long

415 Unsupported Media Type

416 Requested Range Not Satisfiable

417 Expectation Failed

 

504 Gateway Timeout

505 HTTP Version Not Supported

11. Cache (缓存)

 

 

       在HTTP/1.0中，使用Expire头域来判断资源的fresh或stale，并使用条件请求（conditional request）来判断资源是否仍有效。例如，cache服务器通过If-Modified-Since头域向服务器验证资源的Last-Modefied头域是否有更新，源服务器可能返回304（Not Modified），则表明该对象仍有效；也可能返回200（OK）替换请求的Cache对象。

此外，HTTP/1.0中还定义了Pragma:no-cache头域，客户端使用该头域说明请求资源不能从cache中获取，而必须回源获取。

HTTP/1.1在1.0的基础上加入了一些cache的新特性，当缓存对象的Age超过Expire时变为stale对象，cache不需要直接抛弃stale对象，而是与源服务器进行重新激活（revalidation）。

HTTP/1.0中，If-Modified-Since头域使用的是绝对时间戳，精确到秒，但使用绝对时间会带来不同机器上的时钟同步问题。而HTTP/1.1中引入了一个ETag头域用于重激活机制，它的值entity tag可以用来唯一的描述一个资源。请求消息中可以使用If-None-Match头域来匹配资源的entitytag是否有变化。

为了使caching机制更加灵活，HTTP/1.1增加了Cache-Control头域（请求消息和响应消息都可使用），它支持一个可扩展的指令子集：例如max-age指令支持相对时间戳；private和no-store指令禁止对象被缓存；no-transform阻止Proxy进行任何改变响应的行为。

Cache使用关键字索引在磁盘中缓存的对象，在HTTP/1.0中使用资源的URL作为关键字。但可能存在不同的资源基于同一个URL的情况，要区别它们还需要客户端提供更多的信息，如Accept-Language和Accept-Charset头域。为了支持这种内容协商机制(content negotiation mechanism)，HTTP/1.1在响应消息中引入了Vary头域，该头域列出了请求消息中需要包含哪些头域用于内容协商。

 

依据：

rfc2616Hypertext Transfer Protocol -- HTTP-1.1.txt

rfc1945Hypertext Transfer Protocol -- HTTP 1.0.txt

求消息中需要包含哪些头域用于内容协商。

 

 

HTTP 1.1持久连接的好处

        一个WEB站点每天可能要接收到上百万的用户请求，为了提高系统的效率，HTTP 1.0规定浏览器与服务器只保持短暂的连接，浏览器的每次请求都需要与服务器建立一个TCP连接，服务器完成请求处理后立即断开TCP连接，服务器不跟踪每个客户也不记录过去的请求。但是，这也造成了一些性能上的缺陷，例如，一个包含有许多图像的网页文件中并没有包含真正的图像数据内容，而只是指明了这些图像的URL地址，当WEB浏览器访问这个网页文件时，浏览器首先要发出针对该网页文件的请求，当浏览器解析WEB服务器返回的该网页文档中的HTML内容时，发现其中的<img>图像标签后，浏览器将根据<img>标签中的src属性所指定的URL地址再次向服务器发出下载图像数据的请求，如图3.3所示。

                  

 

图3.3

      显然，访问一个包含有许多图像的网页文件的整个过程包含了多次请求和响应，每次请求和响应都需要建立一个单独的连接，每次连接只是传输一个文档和图像，上一 次和下一次请求完全分离。即使图像文件都很小，但是客户端和服务器端每次建立和关闭连接却是一个相对比较费时的过程，并且会严重影响客户机和服务器的性 能。当一个网页文件中包含Applet，JavaScript文件，CSS文件等内容时，也会出现类似上述的情况。

        为了克服HTTP 1.0的这个缺陷，HTTP1.1支持持久连接，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。一个包含有许多图像的网页文件的多个请求和应答可以在一个连接中传输，但每个单独的网页文件的请求和应答仍然需要使用各自的连接。HTTP 1.1还允许客户端不用等待上一次请求结果返回，就可以发出下一次请求，但服务器端必须按照接收到客户端请求的先后顺序依次回送响应结果，以保证客户端能够区分出每次请求的响应内容，这样也显著地减少了整个下载过程所需要的时间。基于HTTP 1.1协议的客户机与服务器的信息交换过程，如图3.4所示。

          

图3.4

        可见，HTTP 1.1在继承了HTTP 1.0优点的基础上，也克服了HTTP 1.0的性能问题。不仅如此，HTTP 1.1还通过增加更多的请求头和响应头来改进和扩充HTTP1.0的功能。例如，由于HTTP 1.0不支持Host请求头字段，WEB浏览器无法使用主机头名来明确表示要访问服务器上的哪个WEB站点，这样就无法使用WEB服务器在同一个IP地址和端口号上配置多个虚拟WEB站点。在HTTP 1.1中增加Host请求头字段后，WEB浏览器可以使用主机头名来明确表示要访问服务器上的哪个WEB站点，这才实现了在一台WEB服务器上可以在同一个IP地址和端口号上使用不同的主机名来创建多个虚拟WEB站点。HTTP 1.1的持续连接，也需要增加新的请求头来帮助实现，例如，Connection请求头的值为Keep-Alive时，客户端通知服务器返回本次请求结果后保持连接；Connection请求头的值为close时，客户端通知服务器返回本次请求结果后关闭连接。HTTP 1.1还提供了与身份认证、状态管理和Cache缓存等机制相关的请求头和响应头。