《HTTP协议原理》课件

协议原理HTTP深入探讨HTTP协议的基本工作原理,了解其核心概念和标准通过实例分析帮助读者全面掌握HTTP协议的工作机制协议概述HTTP基于客户端服务器架构无状态的通信协议-HTTP协议定义了客户端（如网页浏览器）如何从服务器请求HTTP协议是一种无状态的协议，意味着每个请求都是独立的，网页，以及服务器如何响应这些请求服务器不会保留之前请求的任何信息使用统一资源标识符基于文本的应用层协议URIHTTP协议使用URI（统一资源标识符）来标识网络上的资源，HTTP协议基于文本传输，使用人类可读的格式交换信息，易如网页、图像、视频等于理解和调试协议的作用及地位HTTP网络交互基础支撑应用关键技术Web InternetHTTP协议是互联网上最广泛使用的应用层HTTP协议是Web应用程序的基础,提供了请HTTP协议是互联网技术体系的核心组件之协议,它定义了浏览器与服务器之间交互的求-响应的通信机制,使得网页浏览、在线业一,是构建整个互联网生态系统的关键支撑标准规范务等功能得以实现技术的工作原理HTTP客户端发送请求1用户通过浏览器输入URL访问网页,浏览器将请求发送至服务器服务器接收并处理请求2服务器根据请求的URL和相关参数进行处理,并生成响应数据服务器返回响应3服务器将处理好的响应数据通过HTTP协议发送回客户端浏览器浏览器解析并显示结果4浏览器接收到服务器的响应数据,解析并将网页内容展示给用户请求报文HTTP报文结构HTTP请求报文由请求行、请求头部、空行和请求体四部分组成，分别描述了请求的方法、目标资源以及附带的数据报文头部请求头部包含了大量重要的元数据，如浏览器信息、Cache控制、连接管理等，用于告知服务器如何处理请求报文体请求体包含了客户端想要发送给服务器的数据，如表单数据、JSON、XML等格式的数据请求方法HTTP方法方法方法方法GET POSTPUT DELETEGET方法用于从服务器获取数POST方法用于向服务器发送PUT方法用于在服务器上创建DELETE方法用于删除服务器据它常用于请求网页、图像数据它常用于提交表单、上或更新资源它可以完全替换上的资源它可以完全删除指等资源GET方法将参数放在传文件等场景POST方法将服务器上的资源PUT方法通定的资源DELETE方法通常URL中传输，因此对于保密性参数放在请求体中传输，相比常用于更新用户信息、修改数用于删除用户账号、移除商品要求较高的信息不适用GET方法具有更高的安全性据等场景等场景响应报文HTTP响应行响应报头包括HTTP协议版本、状态码和状包括多种服务器端的元数据信息,态描述它描述了服务器对请求如内容类型、缓存控制、链接等的处理结果用于描述响应内容响应主体包含服务器返回给客户端的实际数据内容,如HTML页面、JSON数据等状态码HTTP概述分类常见状态码HTTP状态码是服务器在响应客户端请求•1XX系列:信息性状态码,表示请求已被•200OK:请求成功时返回的三位数字代码,用于标识请求的接受,需要继续处理•301Moved Permanently:资源永久处理结果它们能够帮助客户端了解服务•2XX系列:成功状态码,表示请求已成性转移器的响应情况功被服务器接收、理解并处理•404Not Found:无法找到请求的资源•3XX系列:重定向状态码,表示需要客户端采取进一步的操作才能完成请求•500Internal ServerError:服务器内部错误•4XX系列:客户端错误状态码,表示客户端请求有错误•5XX系列:服务器错误状态码,表示服务器在处理请求的过程中有错误报文头部字段HTTP报头参数HTTP报文头部包含关于请求或响应的报头字段可以传递各种参数,用于控制元数据,如内容类型、缓存控制、身份请求/响应的行为例如Content-验证信息等Type、User-Agent等自定义通信除了标准报头字段,开发者也可以定义报头字段在客户端和服务器之间传递自己的自定义报头字段,用于满足特定重要信息,确保通信高效和可靠需求报文体HTTP传输数据灵活格式HTTP报文体用于在客户端和服务报文体可以采用各种格式,如文本、器之间传输实际的数据内容,如图像、视频、XML、JSON等,灵GET和POST请求中的表单数据活满足不同场景的需求编码方式长度限制通常采用UTF-8编码,以确保跨语报文体的长度没有严格规定,但为言环境下的数据传输和处理了避免性能问题,通常建议将其控制在合理范围内的使用HTTP cookie身份认证与会话管理个性化设置存储cookie通常用于在HTTP请求cookie可用于存储用户自定义之间维护客户端的状态信息,如的UI设置、语言偏好等个性化用户登录状态、购物车内容等信息,以提升用户体验跟踪用户行为安全性与隐私保护cookie可用于记录用户的浏览、cookie涉及敏感信息传输,需要搜索等行为,以便进行精准营销注意安全性和隐私保护,如加密、和数据分析有效期设置等缓存机制HTTP缓存的作用缓存的工作原理缓存控制头部HTTP缓存可以减少重复数据的传输,提高网客户端会根据HTTP头部字段判断何时使用Cache-Control、Expires、ETag等头部页加载速度,减轻服务器压力缓存,并与服务器验证缓存是否有效字段可控制缓存的行为和有效期限连接管理HTTP连接状态管理会话跟踪HTTP协议需要管理连接的建立、HTTP是无状态协议,使用Cookie使用和关闭等状态,确保用户体验等机制实现会话跟踪,保持用户登一致性录状态连接优化安全防护通过连接池、持久连接等机制优合理管理HTTP连接可以降低安全化连接管理,提高HTTP传输效率风险,防范攻击和滥用持久连接HTTP持久连接简介默认持久连接12持久连接是指浏览器与服务器HTTP/

1.1默认使用持久连接，建立的一个TCP连接可以被重这大大提高了网页加载速度复使用，避免了频繁建立和关用户无需等待每个资源下载完闭连接的开销毕即可看到网页内容持久连接管理节约资源34持久连接通过Connection和持久连接减少了频繁建立和关Keep-Alive报头来控制和管理，闭连接的开销，也减轻了服务浏览器和服务器可以协商连接器的负载压力的保持时间管道化HTTP管道化机制工作流程性能优势HTTP管道化允许客户端在收到响应之前就客户端发送多个请求,服务器按顺序响应,避管道化减少了握手和等待时间,降低了网络发送多个请求,提高了网络传输效率免了等待时间,提高了吞吐量延迟,提升了整体性能新特性HTTP/2多路复用头部压缩服务器推送优先级控制HTTP/2支持将多个请求合并到HTTP/2使用HPACK算法对标服务器主动推送客户端可能需客户端可以设置请求的优先级,同一个连接中并行处理,提高传头字段进行压缩,减少传输数据要的资源,减少往返时间服务器根据优先级进行流量控输效率量制新特性HTTP/3更快响应更好安全性更高可靠性更节省资源HTTP/3采用了基于QUIC协议HTTP/3默认使用TLS

1.3加密,QUIC协议内置了丢包重传和HTTP/3优化了头部压缩和多的多路复用机制,可以在同一提升了传输的安全性同时还流量控制机制,能够自适应网路复用,大幅降低了传输开销,个TCP连接上并行处理多个请支持0-RTT恢复会话,进一步络状况,提高传输的可靠性减轻了服务器的负载压力求,从而大幅缩短响应时间降低握手时延协议概述HTTPS加密数据传输身份认证机制安全握手协议HTTPS使用加密算法对传输数据进行加密,HTTPS通过证书认证服务器的身份,确保用HTTPS采用安全的SSL/TLS握手协议,双方提高了数据传输的安全性,防止第三方监听户访问的是合法的网站,防止恶意网站冒充在建立连接时协商加密算法和密钥,确保通和篡改信安全工作原理HTTPS密钥协商1客户端和服务器协商加密密钥数据加密2使用协商的密钥对传输数据进行加密证书验证3验证服务器的数字证书以确保安全性HTTPS的工作原理主要包括三个步骤:首先,客户端和服务器协商加密密钥,保证通信的机密性;其次,使用协商好的密钥对传输的数据进行加密,防止中间人窃取;最后,验证服务器的数字证书以确保通信的安全性整个过程确保了HTTPS连接的保密性、完整性和认证性加密算法HTTPS对称加密非对称加密HTTPS采用AES、Blowfish等对使用RSA、ECC等非对称加密算称加密算法对通信内容进行加密法进行密钥交换和数字签名和解密哈希算法MD

5、SHA-

1、SHA-256等哈希算法用于完整性验证和数字签名证书HTTPS安全性信任加密合规性HTTPS证书通过数字签名验证可信的HTTPS证书由权威认证HTTPS证书启用加密算法,对传拥有HTTPS证书有助于满足行服务器身份,确保通信安全性和机构颁发,为用户提供可信的网输数据进行端到端加密,防止被业监管要求,提高企业信誉和用机密性络身份验证窃取和篡改户信任会话管理HTTPS会话初始化会话密钥生成12客户端和服务器通过握手协议双方使用公钥加密算法生成对建立HTTPS连接，交换加密参称会话密钥，用于加密和解密数并验证身份后续通信会话状态维护会话超时和终止34HTTPS连接支持会话复用，保HTTPS连接设有超时机制，并持会话ID以复用密钥，提高通支持由客户端或服务器主动终信效率止会话性能优化HTTPS内容压缩缓存策略服务器优化握手优化通过启用Gzip压缩可以显著善用浏览器缓存,对静态资源采用负载均衡、CDN等技术,启用TLS会话恢复和HTTP/2降低传输数据的大小,提高网设置合理的Cache-Control为HTTPS提供高性能和可靠的等特性,减少SSL/TLS握手次页加载速度和Expires头部,减少重复传输服务数,提升握手效率安全威胁及防护HTTP安全威胁防护措施HTTP协议存在多种安全隐患,包括中间人攻击、会话劫持、跨站脚可采取使用HTTPS加密传输、设置HttpOnly和Secure标志、实本攻击XSS和跨站请求伪造CSRF等这些攻击可能导致用户施输入验证和输出编码、使用防CSRF令牌等针对性防御措施,并配隐私泄露和网站系统遭到破坏合系统安全审计和漏洞修复常见攻击及防御HTTP注入攻击跨站脚本攻击跨站请求伪造拒绝服务攻击SQL XSSCSRF DDoS通过注入恶意SQL代码来篡改通过注入恶意脚本代码控制用伪造用户请求,在用户不知情的大量虚假请求淹没服务器,使正数据库查询,窃取用户信息等户浏览器,窃取cookie或发起其情况下执行恶意操作可通过常用户无法访问可通过流量可通过输入验证、参数化查询、他攻击可使用输入验证、内验证码、令牌验证、同源检查监控、负载均衡、黑/白名单等限制权限等方式防御容过滤、HttpOnly等方式防御等方式防御方式防御负载均衡在中的应用HTTP流量分摊故障容错12负载均衡能将HTTP访问流量在当某台服务器出现故障时,负载多个服务器间进行均衡分配,提均衡可快速将流量切换至其他高系统吞吐量和响应速度可用服务器,提高系统可用性动态扩容负载监控34根据访问量自动增加或减少服负载均衡器可监测服务器性能,务器数量,实现弹性伸缩,满足高并根据负载情况进行智能调度,并发需求提高整体性能内容分发网络与CDN HTTP就近访问负载均衡缓存加速CDN通过将内容服务器部署在全球各地,用CDN可以根据客户端位置和服务器负载动CDN缓存常访问的静态资源,可有效减轻原户能就近访问所需内容,大幅降低延迟态分配请求,提高网站的可扩展性和可用性始服务器的压力,提高内容传输速度在移动互联网中的应用HTTP响应速度优化流量节省针对移动设备的网络环境,通过优化HTTP请求响应时间来提升用户采用压缩算法和缓存机制来减少无谓的数据传输,降低移动设备的流体验量消耗无缝漫游体验跨平台适配利用HTTP持久连接和会话管理功能,确保移动用户在不同网络环境HTTP作为移动互联网的标准协议,确保了不同设备和操作系统间的下的连续体验互通性在物联网中的应用HTTP远程监控远程控制固件升级数据共享物联网设备可以利用HTTP协用户可以通过HTTP协议发送物联网设备可以通过HTTP下物联网设备采集的数据可以通议实时上传数据,如温湿度、控制指令,远程操控物联网设载最新的固件升级包,自动完过HTTP协议上传到云端,实现运行状态等,实现对设备的远备,如调节空调温度、打开门成设备软件的远程升级和更新不同设备间数据的共享和交互程监控和及时预警锁等在云计算中的应用HTTP云端部署数据传输HTTP作为无状态的应用层协议,非常HTTP可用于在云端进行各种数据传输适合在云端以弹性和可扩展的方式部和API通信,如文件上传下载、访问云署应用程序服务数据等负载均衡缓存管理HTTP与负载均衡技术结合,可以根据HTTP缓存机制可以有效减轻云端服务流量情况动态调整云端资源,提高整体器压力,提高应用响应速度和用户体验系统性能协议未来发展趋势HTTP云计算时代物联网发展网络普及5G随着云计算的兴起,HTTP协议将在云端服务物联网时代,HTTP协议将适应海量设备间的5G网络的高带宽、低时延特性,将推动中扮演更加重要的角色,提供安全、高效的通信需求,支持快速、可靠的数据交换HTTP协议向更快、更智能的方向发展数据传输。