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精读《图解HTTP》

前言

作为一个前端,如果能够深刻理解 HTTP 通信,能够让我们在日常开发工作中快速定位问题。所以我十分建议大家去读一下《图解HTTP》和《HTTP权威指南》。权威指南讲解的十分详细,内容也十分的全面,但是这本书的厚度也让很多同学望而却步。推荐大家从 《图解HTTP》 这本书开始学习,这本书虽然没有权威指南详细,但涵盖了很多我们日常开发需要的知识点,理解他,能让我们的开发效率事半功倍。

《图解HTTP》这本书对互联网基盘—— HTTP 协议进行了全面系统的介绍。作者从 HTTP 发展史开始,严谨地剖析了 HTTP 协议的结构,列举很多常见通信场景及实战案例,最后延伸到Web安全、最新技术动向等方面。通过书中大量生动形象的通信图例,我们能够更全面地理解 HTTP 通信过程中客户端与服务器之间的交互情况。在读这本书的过程中我收获颇多,并用思维导图的方式记录下来,方便自己后期温故。如果你刚好没有读过,可以当做度这本书的预习阅读,相信你也会有所收获(思维导图图片可能有点小,记得点开看)

了解 HTTP 协议访问 Web

这一章介绍了 Web 及网络协议的基础,http 通讯被拆分成四层,应用层,传输层,网络层和链路层,每层只要考虑分派给自己的任务,不需要弄清整个协议链路的细节。应用层使我们肉眼能看见的,我们常用的 http 协议和 FTP 协议就处在这一层,往下就是传输层,TCP/IP 协议工作的地方(我们的IP是IP地址,和这里的IP 协议有做区分),再往下是网络层,传输层建立连接之后,网络层负责将数据包的传输(数据包是网络传输的最小单位)。最后是链路层,用来连接网络配件的部分,举个栗子就是我们常说的网卡啊,光纤啊。在一个完整的数据传输中,客户端会按照应用层,传输层,网络层,链路层的顺序进行进行处理,每一层都会加一个首部,服务器端在接收的时候按照链路层,网路层,传输层,应用层的顺序去移除首部。

我们常说的3次握手就是 TCP 协议采用的策略,为了传输方便,TCP 将大数据分割成以报文为单位的数据包,IP 协议负责把数据包发送出去。在发送的过程中常常需要经过多个路由器的中转,这个时候会运用 ARP 协议来查找下一个路由器的地址。

通常用户的习惯会去访问域名而不是IP地址,将域名解析成对应的 IP 就需要用到 DNS 协议域名解析的服务。

简单的 HTTP 协议

日常开发中我们感知不到 http 协议的底层实现,我们所了解的 HTTP 协议总是由客户端发起,服务端接收。我们关注到的请求,常常是请求的URI,协议版本,头部信息,及内容实体,我们常使用的响应信息则包括了响应状态,响应内容。

我们常常会使用不通的 http 方法来执行不同的操作。我们常使用 GET 来获取资源,使用 POST 传输实体主题,使用 PUT 传输文件,使用 DELETE 删除文件,使用 OPTIONS 询问支持的方法(常常在跨域的场景中使用),使用TRACE 获取访问路径,使用 CONNECT 用隧道协议链接代理。

http 协议是一种无状态协议,不会去记录上一次访问状态,这使得当我们要做类似于登录这样的公能的时候,需要通过 cookie 来进行状态的管理。

HTTP 报文内的 HTTP 信息

通常HTTP报文(用于HTTP协议交互的信息)的结构包括,请求行,状态行,首部字段等,从 HTTP 的报文中,我们可以获得很多信息。在 MIME 扩展中会使用一种称为多部分对象集合的方法,来容纳多份不同的数据类型, 在 HTTP 报文中使用多部分对象时,需要在首部字段上加上 Content-type 。

通过设置首部字段,来达到获取部分内容范围请求(请求资源中断后,不需要重新开始请求),将传输内容编码的目的,来提高加载效率。

有的时候不同的场景需要我们获取不同的内容,就比如页面的中英文切换的功能,在HTTP请求中,我们通过设置 accept 类的请求头字段实现,也就是内容协商的方式,返回最合适的内容。协商方式分为,服务器驱动协商,客户端驱动协商,透明协商。

返回结果的 HTTP 状态

在HTTP通讯中,通过转态码,告知客户端的请求状态。状态码大致可以被分为 5 大类,1xx 表示接受的请求正在处理,2xx 表示请求正常处理完毕,3xx 表示需要进行附加操作以完成请求,4xx 表示客户端无法处理请求,5xx 表示服务器处理出错。

在这5大类请求中,我们常用的十几种状态码,需要我们重点去掌握,详细介绍看👆的思维导图。

与 HTTP 协作的 Web 服务器

通过使用虚拟机,可以实现单台主机多个域名的站点部署。在实际通讯中,我们常常使用,代理,网关,隧道协助请求转发,安全通信。

为了提高网站性能,我们会使用缓存方式来提高站点请求速率,通常是通过设置代理服务器缓存和客户端缓存来实现。需要注意的是,缓存都会设置一个过期时间,站点内容更新时,缓存内容也需要及时更新。

HTTP 头部

在请求中,HTTP 报文由请求方法,URI,HTTP版本,HTTP 首部字段等部分构成。在响应中,HTTP 的报文有 HTTP 版本,状态码,HTTP首部字段3部分构成。首部信息尤为重要,我们可以通过首部字段的设置来传递请求信息,类比于缓存控制,报文创建时间,是否压缩编码,是否支持跨域等。

确保 Web 安全的 HTTPS

HTTP 简单灵活的设置也造就了他的缺点。1. 通信使用明文,内容可能被窃听。2、不验证通讯方省份,因此有可能会遭遇伪装。3、无法证明报文的完整性,所有有可能被篡改。HTTPS 其实也不算是一个全新的协议,HTTPS = HTTP + 加密 + 认证 + 完整性保护。HTTPS 完善了 HTTP 的相关缺点,在 HTTP 的部分通信接口采用 SSL 和 TLS 协议替代,使用了数字证书认证机构和其他相关机关颁发的公开秘钥证书

何为认证

HTTP 的认证方式通常是 BASIC认证(基本认证),DIGEST认证(摘要认证),SSL 客户端认证,FormBase 认证(基于表单认证)。BASIC 认证和 DIGEST 认证通过首部字段 Authorization 确认认证信息,SSL 借由 HTTPS 客户端证书完成认证方式。 表单认证则是依赖于 cookie 保存用户的登录状态。

基于 HTTP 的功能追加协议

SPDY 在TCP/IP 的应用层与运输层之间通过新加会话层的形式运作,使用 SPDY 使得 HTTP 协议的功能得到了扩展,实现了多路复用流,赋予请求优先级,压缩 HTTP 首部,推送功能,服务器提醒功能。

使用 WebSocket 进行全双工通信,只要建立了链接,客户端和服务器都能都主动得向对方发送信息。和 HTTP 相比,减少了每次建立连接的开销,减少了通信首部信息。

HTTP/2.0 改善了使用 web 时的速度体验。

构建 Web 内容的技术

web 应用开发语言的三剑客,HTML,CSS,javascript 。书出版的有点久所以书中没有提到,现在火爆的 web 构建技术,Vue,React 等流行前端框架。XML,JSON 数据发布语言,其中 JSON 比较常用,日常开发都离不了他。

web 的攻击技术

在 Web 应用中,从浏览器那接收到的 HTTP 请求的全部内容,都可以在客户端自由的变更、篡改,在HTTP请求报文中加载攻击代码,就能发起对 Web 应用的攻击。Web 应用的攻击模式主要是主动攻击和被动攻击。

常见的攻击方式有,跨站脚本攻击,SQL 注入攻击,HTTP 首部注入攻击。这些攻击造成的影响见👆思维导图。通常简单的 HTTP 协议本身不会存在安全性的问题,协议本身也不会成为攻击对象,黑客利用的常常是因为设计和设置上的缺陷,会话管理疏忽等引发的安全漏洞进行攻击。

😊往期的读书笔记

《图解HTTP》这本书读完啦,下一期我们来读读《HTTP权威指南》,我在 github 建了仓库放这些思维导图的原件,如果觉得图片不清晰,同学们可以去 github 上下载查阅。如果你也喜欢用思维导图的方式来记录读书笔记,也欢迎和我一同维护这个仓库,欢迎留言或则微信(646321933)与我交流

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