--- title: HTTP概述 slug: Web/HTTP/Overview tags: - HTML - HTTP - Web机制 - 概览 translation_of: Web/HTTP/Overview ---
{{HTTPSidebar}}
HTTP是一种能够获取如 HTML 这样的网络资源的 {{glossary("protocol")}}(通讯协议)。它是在 Web 上进行数据交换的基础,是一种 client-server 协议,也就是说,请求通常是由像浏览器这样的接受方发起的。一个完整的Web文档通常是由不同的子文档拼接而成的,像是文本、布局描述、图片、视频、脚本等等。
客户端和服务端通过交换各自的消息(与数据流正好相反)进行交互。由像浏览器这样的客户端发出的消息叫做 requests,被服务端响应的消息叫做 responses。
HTTP被设计于20世纪90年代初期,是一种可扩展的协议。它是应用层的协议,通过{{glossary("TCP")}},或者是{{glossary("TLS")}}-加密的TCP连接来发送,理论上任何可靠的传输协议都可以使用。因为其良好的扩展性,时至今日,它不仅被用来传输超文本文档,还用来传输图片、视频或者向服务器发送如HTML表单这样的信息。HTTP还可以根据网页需求,仅获取部分Web文档内容更新网页。
HTTP是一个client-server协议:请求通过一个实体被发出,实体也就是用户代理。大多数情况下,这个用户代理都是指浏览器,当然它也可能是任何东西,比如一个爬取网页生成维护搜索引擎索引的机器爬虫。
每一个发送到服务器的请求,都会被服务器处理并返回一个消息,也就是response。在这个请求与响应之间,还有许许多多的被称为{{glossary("Proxy", "proxies")}}的实体,他们的作用与表现各不相同,比如有些是网关,还有些是{{glossary("Cache", "caches")}}等。
实际上,在一个浏览器和处理请求的服务器之间,还有路由器、调制解调器等许多计算机。由于Web的层次设计,那些在网络层和传输层的细节都被隐藏起来了。HTTP位于最上层的应用层。虽然底层对于分析网络问题非常重要,但是大多都跟对HTTP的描述不相干。
user-agent 就是任何能够为用户发起行为的工具。这个角色通常都是由浏览器来扮演。一些例外情况,比如是工程师使用的程序,以及Web开发人员调试应用程序。
浏览器总是作为发起一个请求的实体,他永远不是服务器(虽然近几年已经出现一些机制能够模拟由服务器发起的请求消息了)。
要展现一个网页,浏览器首先发送一个请求来获取页面的HTML文档,再解析文档中的资源信息发送其他请求,获取可执行脚本或CSS样式来进行页面布局渲染,以及一些其它页面资源(如图片和视频等)。然后,浏览器将这些资源整合到一起,展现出一个完整的文档,也就是网页。浏览器执行的脚本可以在之后的阶段获取更多资源,并相应地更新网页。
一个网页就是一个超文本文档。也就是说,有一部分显示的文本可能是链接,启动它(通常是鼠标的点击)就可以获取一个新的网页,使得用户可以控制客户端进行网上冲浪。浏览器来负责发送HTTP请求,并进一步解析HTTP返回的消息,以向用户提供明确的响应。
在上述通信过程的另一端,是由Web Server来服务并提供客户端所请求的文档。Server只是虚拟意义上代表一个机器:它可以是共享负载(负载均衡)的一组服务器组成的计算机集群,也可以是一种复杂的软件,通过向其他计算机(如缓存,数据库服务器,电子商务服务器 ...)发起请求来获取部分或全部资源。
Server 不一定是一台机器,但一个机器上可以装载的众多Servers。在HTTP/1.1 和{{HTTPHeader("Host")}}头部中,它们甚至可以共享同一个IP地址。
在浏览器和服务器之间,有许多计算机和其他设备转发了HTTP消息。由于Web栈层次结构的原因,它们大多都出现在传输层、网络层和物理层上,对于HTTP应用层而言就是透明的,虽然它们可能会对应用层性能有重要影响。还有一部分是表现在应用层上的,被称为代理(Proxies)。代理(Proxies)既可以表现得透明,又可以不透明(“改变请求”会通过它们)。代理主要有如下几种作用:
虽然下一代HTTP/2协议将HTTP消息封装到了帧(frames)中,HTTP大体上还是被设计得简单易读。HTTP报文能够被人读懂,还允许简单测试,降低了门槛,对新人很友好。
在 HTTP/1.0 中出现的 HTTP headers 让协议扩展变得非常容易。只要服务端和客户端就新 headers 达成语义一致,新功能就可以被轻松加入进来。
HTTP是无状态的:在同一个连接中,两个执行成功的请求之间是没有关系的。这就带来了一个问题,用户没有办法在同一个网站中进行连续的交互,比如在一个电商网站里,用户把某个商品加入到购物车,切换一个页面后再次添加了商品,这两次添加商品的请求之间没有关联,浏览器无法知道用户最终选择了哪些商品。而使用HTTP的头部扩展,HTTP Cookies就可以解决这个问题。把Cookies添加到头部中,创建一个会话让每次请求都能共享相同的上下文信息,达成相同的状态。
注意,HTTP本质是无状态的,使用Cookies可以创建有状态的会话。
一个连接是由传输层来控制的,这从根本上不属于HTTP的范围。HTTP并不需要其底层的传输层协议是面向连接的,只需要它是可靠的,或不丢失消息的(至少返回错误)。在互联网中,有两个最常用的传输层协议:TCP是可靠的,而UDP不是。因此,HTTP依赖于面向连接的TCP进行消息传递,但连接并不是必须的。
在客户端(通常指浏览器)与服务器能够交互(客户端发起请求,服务器返回响应)之前,必须在这两者间建立一个 TCP 链接,打开一个 TCP 连接需要多次往返交换消息(因此耗时)。HTTP/1.0 默认为每一对 HTTP 请求/响应都打开一个单独的 TCP 连接。当需要连续发起多个请求时,这种模式比多个请求共享同一个 TCP 链接更低效。
为了减轻这些缺陷,HTTP/1.1引入了流水线(被证明难以实现)和持久连接的概念:底层的TCP连接可以通过{{HTTPHeader("Connection")}}头部来被部分控制。HTTP/2则发展得更远,通过在一个连接复用消息的方式来让这个连接始终保持为暖连接。
为了更好的适合HTTP,设计一种更好传输协议的进程一直在进行。Google就研发了一种以UDP为基础,能提供更可靠更高效的传输协议QUIC。
多年以来,HTTP良好的扩展性使得越来越多的Web功能归其控制。缓存和认证很早就可以由HTTP来控制了。另一方面,对同源同域的限制到2010年才有所改变。
以下是可以被HTTP控制的常见特性。
当客户端想要和服务端进行信息交互时(服务端是指最终服务器,或者是一个中间代理),过程表现为下面几步:
GET / HTTP/1.1
Host: developer.mozilla.org
Accept-Language: fr
HTTP/1.1 200 OK
Date: Sat, 09 Oct 2010 14:28:02 GMT
Server: Apache
Last-Modified: Tue, 01 Dec 2009 20:18:22 GMT
ETag: "51142bc1-7449-479b075b2891b"
Accept-Ranges: bytes
Content-Length: 29769
Content-Type: text/html
<!DOCTYPE html... (here comes the 29769 bytes of the requested web page)
当HTTP流水线启动时,后续请求都可以不用等待第一个请求的成功响应就被发送。然而HTTP流水线已被证明很难在现有的网络中实现,因为现有网络中有很多老旧的软件与现代版本的软件共存。因此,HTTP流水线已被在有多请求下表现得更稳健的HTTP/2的帧所取代。
HTTP/1.1以及更早的HTTP协议报文都是语义可读的。在HTTP/2中,这些报文被嵌入到了一个新的二进制结构,帧。帧允许实现很多优化,比如报文头部的压缩和复用。即使只有原始HTTP报文的一部分以HTTP/2发送出来,每条报文的语义依旧不变,客户端会重组原始HTTP/1.1请求。因此用HTTP/1.1格式来理解HTTP/2报文仍旧有效。
有两种HTTP报文的类型,请求与响应,每种都有其特定的格式。
HTTP请求的一个例子:
请求由以下元素组成:
http://
),{{glossary("domain")}}(developer.mozilla.org
),或是TCP的{{glossary("port")}}(HTTP一般在80端口)。HTTP响应的一个例子:
响应报文包含了下面的元素:
基于HTTP的最常用API是{{domxref("XMLHttpRequest")}} API,可用于在{{Glossary("user agent")}}和服务器之间交换数据。 现代{{domxref("Fetch API")}}提供相同的功能,具有更强大和灵活的功能集。
另一种API,即服务器发送的事件,是一种单向服务,允许服务器使用HTTP作为传输机制向客户端发送事件。 使用{{domxref("EventSource")}}接口,客户端打开连接并建立事件句柄。 客户端浏览器自动将到达HTTP流的消息转换为适当的{{domxref("Event")}}对象,并将它们传递给专门处理这类{{domxref("Event.type", "type")}}事件的句柄,如果有这么个句柄的话。但如果相应的事件处理句柄根本没有建立,那就交给{{domxref("EventSource.onmessage", "onmessage")}}事件处理程序处理。
HTTP是一种简单可扩展的协议,其Client-Server的结构以及轻松扩展头部信息的能力使得HTTP可以和Web共同发展。
即使HTTP/2为了提高性能将HTTP报文嵌入到帧中这一举措增加了复杂度,但是从Web应用的角度看,报文的基本结构没有变化,从HTTP/1.0发布起就是这样的结构。会话流依旧简单,通过一个简单的 HTTP message monitor就可以查看和纠错。