《HTTP协议原理》课件

协议原理HTTP协议是互联网通信的基础，它定义了客户端和服务器之间传输数据的规则HTTP理解协议原理对于开发网络应用至关重要，例如网站、应用程序、等HTTP API协议概述HTTP基础通信协议无状态协议请求-响应模型是一种应用层协议，为浏览器和服务是无状态的，每次请求之间没有记忆客户端发送请求，服务器响应请求，以完成HTTP HTTP器之间传输网页和其他内容提供标准，需要使用或机制来维持通信Cookie Session状态协议的应用场景HTTP网页浏览数据上传和下载网络应用程序开发API接口调用协议是万维网的核心协协议支持文件上传和下协议是许多网络应用程协议也广泛应用于HTTP HTTP HTTP HTTP API议，用于在浏览器和服载功能，用于传输各种数据序的基础，例如网络游戏、接口调用，不同的应用程序Web务器之间传输网页内容文件，例如图片、视频、音在线购物、在线支付等可以通过协议进行数据HTTP频等交互通过协议，浏览器可以这些应用程序通过协议HTTP HTTP向服务器请求网页文件，服用户可以通过协议将文与服务器进行数据交换，实接口调用是构建现代化应HTTPAPI务器则将网页内容返回给浏览件上传至服务器，也可以从现各种功能用程序的重要方式，协HTTP器服务器下载所需文件议为其提供了可靠的通信机制事务处理过程HTTP建立连接1客户端发起请求，服务器建立连接TCP发送请求2客户端向服务器发送请求报文HTTP接收响应3服务器接收到请求，处理并返回响应报文HTTP关闭连接4完成数据传输后，服务器主动或被动关闭连接TCP地址及其组成URL统一资源定位符协议全称是统一资源定位符，是互联网上资源的标识资源使用的协议，例如、、URL HTTPHTTPS地址，指向特定资源的唯一标识符等FTP域名路径标识资源所在服务器的域名，例如标识资源在服务器上的具体路径，例如www.baidu.com/index.html请求报文格式HTTP

11.请求行

22.请求头包含请求方法、请求、包含客户端关于自身和请求的URI协议版本额外信息HTTP

33.空行

44.请求体用于分割请求头和请求体包含请求方法所需的其他数据，例如表单数据报文首部HTTP请求行请求头包含请求方法、请求和包含若干个键值对，用于提供客URI HTTP版本，用于描述请求的类型和目户端和服务器进行交互的额外信标息空行请求体用于分隔请求头和请求体，标记可选部分，用于传输请求数据，请求头的结束如表单数据、文件上传等响应报文格式HTTP状态行包含版本、状态码、状态描述等信息，用于告知客户端请求处理结果HTTP响应首部包含服务器提供的信息，例如服务器类型、内容类型、缓存策略等实体主体包含响应数据，例如网页内容、图片、音频等，与响应首部中的字段对Content-Type应常见状态码HTTP2xx成功3xx重定向4xx客户端错误5xx服务器错误表示请求成功，服务器已完成表示请求需要进行重定向，服表示请求有错误，服务器无法表示服务器端出现错误，无法请求务器需要进行重定向完成请求完成请求请求已成功，服请求•200OK•301Moved Permanently•400Bad Request•500Internal ServerError务器已返回结果请求的资源已永久移动格式错误服务器内部错误到新地址服务器已创用户•201Created•401Unauthorized建资源，例如新建文件未授权访问服务•502Bad Gateway请求的资源器作为网关或代理时出现•302Found服务器拒•403Forbidden暂时移动到新地址错误请求已绝访问•204No Content成功，服务器没有返回任服务•304Not Modified请求的•503Service Unavailable•404Not Found何内容器端资源没有修改，可以服务器暂时无法提供服资源不存在直接使用缓存务机制Cookie存储用户信息跟踪用户行为提高用户体验是一种由服务器发送到用户浏览器可以用来记录用户的登录状态、浏可以用来记住用户的登录状态，无Cookie CookieCookie并保存在用户本地计算机上的小文件，用于览历史、购物车信息等，帮助网站跟踪用户需每次访问网站都重新登录，提高用户体验存储用户信息的行为机制Session会话管理服务器端标识机制用于在服务器端保存每个用户会话由一个唯一的Session用户会话信息，例如登录状态、标识，用于区分不同用Session ID购物车内容等户的会话信息Cookie关联会话超时通常存储在客户端机制可以设置超时时间，Session IDSession中，以便服务器在后续请如果用户在一段时间内没有活动Cookie求中识别用户会话，会话将自动失效缓存机制

11.浏览器缓存

22.代理服务器缓存浏览器会将网站内容存储在本代理服务器可缓存常用的网站地磁盘中，下次访问时，可直内容，减少服务器压力，提升接使用缓存数据，无需重新请用户访问速度求服务器

33.内容分发网络CDN是一种分布式的服务器网络，将网站内容存储在全球各地，降低延CDN迟，提升用户访问速度持久连接HTTP/

1.1的新特性提高效率持久连接是协议中引入持久连接可以避免多次建立连接HTTP/

1.1的重要特性，它允许客户端和服和关闭连接的开销，从而提高务器之间建立一个持久的连接，通信的效率HTTP在连接建立后，可以多次使用此连接发送和接收请求和响应节省时间和资源减少连接次数可以节省网络带宽和服务器资源，提高整体性能管道技术

11.提高效率

22.并行处理多路复用技术，在一个连多个请求可以同时发送，无需TCP接上发送多个请求，减等待前一个请求完成，显著提HTTP少连接建立时间升网页加载速度

33.减少延迟

44.节省资源减少连接建立次数，降低网络减少连接数，减少服务器TCP延迟，提高用户体验资源消耗，提高服务器性能代理服务器网络中介安全保护缓存加速代理服务器充当客户端和目标服务器之间的代理服务器可以隐藏客户端的真实地址，代理服务器可以缓存常见资源，减少网络延IP中介，转发请求和响应提高网络安全迟，提高访问速度网关网关的作用协议转换网关作为网络连接的桥梁，连接不同的网络系网关负责不同网络协议之间的转换，实现互通统安全控制流量管理网关可以进行访问控制，确保网络安全网关可以监控和管理网络流量，优化网络性能HTTP/

1.0是第一个广泛使用的版本它引入了基本的请求和响应机制，并HTTP/

1.0HTTP定义了常见的方法和状态码HTTP的特点包括无状态连接，每次请求都需要建立新的连接；不支持持HTTP/

1.0久连接，每个请求都需要独立处理；不支持缓存，所有请求都需要从服务器获取最新数据版本发布日期主要特点年无状态连接、不支持HTTP/

1.01996持久连接、不支持缓存HTTP/

1.1是协议的最新版本，在年发布HTTP/

1.1HTTP1999改善了的一些缺点，引入了很多新功能HTTP/

1.1HTTP/

1.011持久连接管道技术在一个连接上可以传输多个多个请求可以在同一个连接TCP HTTPHTTP TCP请求和响应上同时发送11缓存机制Host字段浏览器可以缓存服务器返回的响应内容，每个请求都必须包含字段，用于指Host减少网络请求次数定目标服务器HTTP/2是协议的第二個主要版本，它在的基礎上進行了重大改HTTP/2HTTPHTTP/

1.1进，旨在提高网页加载速度和性能引入了新的二进制协议格式，并使用多路复用技术，允许在单个连HTTP/2TCP接上发送多个请求和响应，从而减少了网络延迟此外，还引入了服务器推送功能，允许服务器在客户端请求之前发送资HTTP/2源，进一步提高了页面加载速度的其他改进包括头压缩，服务器推送，优先级控制和流控制等HTTP/2HTTP/3是基于协议的版本是一个新的网络传输协议，比更高效HTTP/3QUIC HTTPQUIC TCP、更可靠利用的特性，在性能和安全性方面都有很大提升HTTP/3QUIC特点HTTP/2HTTP/3传输协议TCP QUIC多路复用支持支持头部压缩支持支持加密可选默认加密延迟较高更低性能较好更好的优点包括更快的页面加载速度、更低的延迟、更高的安全性是未来HTTP/3HTTP/3互联网协议发展方向协议HTTPS协议使用协议进行加密，它通过在客户端和服务HTTPS SSL/TLS器之间建立安全连接，实现数据加密传输，防止信息被窃取或篡改协议广泛应用于需要安全通信的场景，如网上银行、电子HTTPS商务、邮件系统等，它有效地保护了用户隐私和数据安全安全HTTP协议是一种安全通信协议，其建立在协议基础之上，HTTPS HTTP使用加密技术，确保数据传输过程的机密性和完整性SSL/TLS安全机制HTTPS数据加密身份验证使用加密算法对传输数据通过证书认证验证服务器HTTPS HTTPS进行加密，防止窃听和篡改身份，防止伪造和欺骗数据完整性密钥交换使用哈希算法对数据进行使用密钥交换协议，在安HTTPS HTTPS校验，确保数据在传输过程中没全信道建立后，双方交换加密密有被篡改钥，保证通信安全密码学基础HTTPS

11.对称加密

22.非对称加密使用相同的密钥进行加密和解使用公钥加密，私钥解密密密速度快，但密钥管理难度钥管理相对容易，但速度较慢大

33.哈希函数

44.数字签名将任意长度的输入数据转换为使用私钥对数据进行签名，公固定长度的哈希值用于数据钥验证签名用于身份验证和完整性验证数据完整性证书认证HTTPS身份验证加密数据证书包含网站的域名和公钥信息，浏览器可验证网站身份，确保证书确保浏览器和服务器使用同一公钥加密数据，确保数据传输访问的是正确网站的私密性和完整性密钥交换HTTPS密钥交换Diffie-Hellman密钥交换算法RSA密钥交换算法协议中，客户端与服务器之间需要密钥交换算法是一种常用的密钥交换算法是另一种常用的密钥交换HTTPS Diffie-Hellman RSA建立安全的通信通道，这需要进行密钥交换密钥交换算法，它允许双方在不安全信道上算法，它利用公钥加密和私钥解密的原理进，即双方协商出一个共同使用的密钥协商出一个共同的秘密密钥行密钥交换加密算法HTTPS对称加密算法使用相同密钥进行加密和解密•AES•DES非对称加密算法使用公钥加密，私钥解密•RSA•ECC哈希函数单向函数，用于生成消息摘要•SHA-256•MD5握手过程HTTPS客户端发起连接1客户端向服务器发送一个连接请求，并指定要访问的网站地址服务器响应证书2服务器返回自己的数字证书，包含公钥、证书信息、签发机构等内容客户端验证证书3客户端验证证书的有效性，检查证书是否由可信机构签发，并验证证书是否过期客户端生成密钥4客户端生成一个随机密钥，用于与服务器进行后续的加密通信客户端加密密钥5客户端使用服务器的公钥加密密钥，并将其发送给服务器服务器解密密钥6服务器使用自己的私钥解密客户端发送的密钥建立加密连接7客户端和服务器使用共享的密钥建立加密连接，并开始进行安全的通信性能优化HTTPS压缩缓存优化SSL握手减少重定向使用等压缩算法压缩传合理利用浏览器缓存机制，减使用等更高版本协议尽量减少不必要的重定向，避GZIP TLS

1.3输数据少重复请求，加速握手过程免额外的请求减小传输数据大小，提高传输使用缓存策略，例如和使用和预先合理规划网站结构，减少重定ETag SessionTickets效率计算密钥等技术向次数Last-Modified性能优化策略HTTP减少HTTP请求次数使用缓存机制压缩资源文件优化图片大小合并和文件，使浏览器缓存，缓存，数据压缩，，使用更小的图片格式，例如CSS JavaScriptCDN HTMLCSS JavaScript用，减少图片数量库缓存，减少服务器负载，提文件，减少传输数据量，提升，优化图片尺寸，压缩图CSS SpritesWebP，提高网页加载速度升用户体验页面加载速度片质量，减少图片文件大小总结与展望协议是互联网的基础协议，不断发展演进HTTP未来将继续优化性能，增强安全性，支持更多应用场景HTTP。