HTTP那些事

HTTP是什么

HTTP是一种超文本传输协议，用于完成客户端和服务器等一系列的运作流程。协议是规则的约定。也就是说web是建立在HTTP协议上进行通信的。

TCP/IP协议

一般使用的网络都是在TCP/IP协议的基础上运作的，而HTTP属于它内部的一个子集。
在计算机和网络设备进行互相通信时，双方都必须基于相同的方法。
协议中包括：从电缆的规格到IP地址的选定方法，寻找异地用户的方法，双方建立通信的顺序，以及web页面显示要处理的步骤等等。将这些相关联的协议集合起来总称为TCP/IP。

TCP/IP模型各层作用：

TCP/IP重要的点就是分层。有以下4层：应用层，传输层，网络层和数据链路层。

• 应用层：应用层决定了向用户提供应用服务时通信的活动，比如FTP（文件传输协议）和DNS（域名解析系统）。HTTP协议也在该层。
• 传输层：传输层对上层应用层，提供处于网络连接的两台计算机之间的数据传送。该层有2个不同的协议：TCP传输控制协议和UDP用户数据协议。
• 网络层：用来处理在网络上的数据包。数据包是网络传输的最小数据单位。网络层的作用就是在多条路线中选出一条传输路线进行数据传输。
• 链路层：用来 处理连接网络的硬件部分。包括操作系统，硬件的设备，路由器之类等都属于该层。

TPC/IP层次化的好处是：如果互联网由一个协议统一规划，某个地方需要改变设计时，就必须将所有部分整体替换掉。而分层之后只需要把变动的层替换掉。
把各层之间的接口部分规划好之后，每层内部的设计就可以自由改动。比如，处于应用层上的应用可以只考虑分配给自己的任务，不用去考虑其它的问题。

TCP/IP通信传输流：

TCP/IP协议进行通信时，会通过分层顺序和对方进行通信。客户端从应用层往下走，服务器端则从链路层往上走。

1. 首先客户端在应用层发出一个HTTP请求。
2. 接着，在传输层接收到应用层的数据后进行分割，给每个报文打上标记序号及端口号转发给网络层。
3. 在网络层，添加通信目的地的MAC地址后转发给链路层。

4. 接收端（服务器端）的服务器在链路接收到，按次序向上层发送，一直到应用层。传输到应用层才算真正接收到客户端发过来的HTTP请求。

   和HTTP相关的协议

   在HTTP客户端向服务端发送报文之前，需要用到IP,TCP,DNS这3个和HTTP密不可分的协议。

   IP网络协议

   IP网络协议处于网络层，IP协议的作用是把各种数据包传送给对方。但要保证正确的传送给对方，其中两个重要的条件是IP地址和MAC地址（像家庭地址和电话号码）。
   IP地址：是节点被分配到的地址。MAC地址：是网卡所属的固定地址。IP地址可以跟MAC地址进行配对。IP地址是可变的，MAC地址是不可变的。

   TCP协议

   TCP协议处于传输层，主要的作用是提供可靠的字节流服务。字节流服务指的是为了方便传输，将大块的数据分割成以报文段为单位的数据包进行管理。而可靠性的传输服务指的是能把数据准确可靠的传给对方。
   
   三次握手：

5. 客户端先发送一个带SYN标志的包给服务端
6. 服务端收到后，回传一个带有SYN/ACK标志的数据包表示确认信息

7. 最后客户端再传回一个带ACK标志的数据包，表示握手结束。

   DNS服务

   DNS服务和HTTP协议一样，处于应用层，主要作用是将域名解析成IP地址，DNS协议可以通过域名查找IP地址，也可以通过IP地址反查域名的服务。

   和HTTP相关WEB服务器

   HTTP进行通信时，除客户端和服务器端之外，还有用于通信数据转发的程序。

   代理

   是具有转发功能的程序，存在于客户端和服务器之间，相当于一个中间人。将客户端发过来的请求转发给服务器。也会将服务器返回的数据转发给客户端。
   

   网关

   是一种特殊的服务器，为其它 服务器的中间实体使用。用于将HTTP请求转化为其它协议通信。网关接收请求时就好像自己的资源源服务器一样对请求做处理。
   

   隧道

   是按要求建立一条和其它服务器的通信线路，使用SSL加密通信。隧道的目的是保证客户端和服务器进行安全的通信。
   

   缓存

   缓存是代理服务器（缓存服务器）或客户端本地磁盘（浏览器中的缓存）中保存的资源副本。利用缓存可以减少向源服务器的访问，主要目的是减少网络带宽的流量和通信时间。
   缓存服务器是代理服务器的一种，当代理转发从服务器返回的响应时，会保存一份资源的副本。缓存服务器的优点在于通过缓存可以避免多次从源服务器转发资源。因此客户端可就近从缓存服务器上获取资源，而源服务器也不必多次处理相同的请求。

   HTTP缓存

   目前大多数项目的缓存方案：HTML：协商缓存。css,js,图片：强缓存（文件名带hash）
   缓存种类：数据库缓存，CDN缓存，代理服务器缓存，浏览器缓存。

我们第一次进入页面，请求服务器，然后服务器进行应答，浏览器根据Response Header来判断是否对资源进行缓存，如果响应头中Expires,Paragma和Cache-Control字段，代表这是强缓存，浏览器就会把资源缓存在memory cache或disk cache中。
第二次再请求时，浏览器判断请求参数，如果符合强缓存条件（没过期）就直接返回200，从本地缓存中拿数据。否则把响应参数存在request header请求头中，看是否符合协商缓存（资源没改变）符合就返回304，不符合服务器就返回全新资源。

强缓存

当我们访问URL的时候，浏览器会判断 请求的资源是否在有效期内，如果在有效期，就直接从缓存中读取资源，同时返回200.
强缓存通过Expires,Paragma和Cache-Control字段设置。

Expires

是不个时间戳，服务器返回请求结果的到期时间。再次发起时如果未超过，可以直接用缓存，超过就重新请求。
注意的是：它判断是否过期是用本地时间的，而本地时间是可以自己改的。优先级最低

Cache-Control

优先级最高，主要取值：

• public:资源客户端和服务器都可以缓存
• privite:资源只有客户端可以缓存
• no-cache:客户端缓存资源，但是是否缓存需要经过协商缓存来验证。
• no-store:不使用缓存

• max-age:缓存保质期

  Pragma

  取值no-cache和Cache-Control=no-cache效果一样。客户端缓存资源，但是是否缓存需要经过协商缓存来验证。

强缓存主要把资源放在memory cache和disk cache中。
一般存储图像网页等主要放在disk cache中
操作系统缓存文件等大部分都会在memory cache中，比较快。
查找浏览器缓存位置：Service Worker->Memory Cache->Disk Cache->Push Cache.

协商缓存

是强缓存失效之后，带着缓存标识去向服务器发送get请求,由服务器根据缓存标识来决定是否使用缓存的过程，如果协商缓存生效，返回304，指向缓存地址。协商缓存失效，返回200和请求的结果。主要通过Last-Modified/If-Modified-Since和Etag/If-None-Match来设置。

Last-Modified/If-Modified-Since

Last-Modified是服务器响应请求时，返回该资源文件在服务器最后被修改的时间。
If-Modified-Since则是客户端再次发起该请求时，携带上次请求返回的Last-Modified值，通过这个值告诉服务器该资源上次请求返回的最后修改时间。服务器通过If-Modified-Since跟资源在服务器上的最后被修改的时间做对比，如果服务器上的最后修改时间大于If-Modified-Since，说明该资源又被更改了，则重新返回资源，状态为200。反之则返回304，可继续用缓存。

Etag/If-None-Match

优先级高，可以费性能。Etag是服务器响应请求时，返回当前资源文件的一个唯一标识（由服务器生成）。
If-None-Match是客户端再次发起请求时，携带上次请求返回的Etag值，服务器收到后会根据If-None-Match与该资源在服务器的Etag对比，一致则返回304资源无更新用缓存，否则返回该资源，200。

区别

强缓存不发请求到服务器，所以有时候资源更新了浏览器也不知道。但是协商缓存会发请求到服务器
大部分web服务器都默认开启协商缓存。

当ctrl+f5时，会路过强缓存和协商缓存，直接从服务器加载。
当f5时，会跳过强缓存，但是会检查协商缓存。