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基础概念
Web基础
HTTP(HyperText Transfer Protocol,超为本传输协议)。
WWW(Word Wide Web)的三种技术:HTML、HTTP、URL。
RFC(Request for Comments,征求修正意见书),互联网的设计文档。
URL
URI(Uniform Resource Indentifier,统一资源标识符),URL(Uniform Resource Locator,统一资源定位符),URN(Uniform Resource Name,统一资源名称),例如 urn:isbn:0-486-27557-4 。URI 包含 URL 和 URN,目前 WEB 只有 URL 比较流行,所以见到的基本都是 URL。
URL格式:
请求和响应报文
请求报文
响应报文
HTTP 方法
客户端发送的请求报文第一行为请求行,包含了方法字段。
GET:获取资源
POST:传输实体主体
POST 主要目的不是获取资源,而是传输实体主体数据。
GET 和 POST 的请求都能使用额外的参数,但是 GET 的参数是以查询字符串出现在 URL中,而 POST 的参数存储在实体主体部分。
GET /test/demo_form.asp?name1=value1&name2=value2 HTTP/1.1
POST /test/demo_form.asp HTTP/1.1
Host: w3schools.com
name1=value1&name2=value2
GET 的传参方式相比于 POST 安全性较差,因为 GET 传的参数在 URL 是可见的,可能会泄露私密信息。并且 GET 只支持 ASCII 字符,如果参数为中文则可能会出现乱码,而 POST 支持标准字符集。
HEAD:获取报文首部
和 GET 方法一样,但是不返回报文实体主体部分。
主要用于确认 URL 的有效性以及资源更新的日期时间等。
PUT:上传文件
由于自身不带验证机制,任何人都可以上传文件,因此存在安全性问题,一般 WEB 网站不使用该方法。
DELETE:删除文件
与 PUT 功能相反,并且同样不带验证机制。
OPTIONS:查询支持的方法
查询指定的 URL 能够支持的方法。
会返回 Allow: GET, POST, HEAD, OPTIONS 这样的内容。
RACE:追踪路径
服务器会将通信路径返回给客户端。
发送请求时,在 Max-Forwards 首部字段中填入数值,每经过一个服务器就会减 1,当数值为 0 时就停止传输。
TRACE 一般不会使用,并且它容易受到 XST 攻击(Cross-Site Tracing,跨站追踪),因此更不会去使用它。
CONNECT:要求用隧道协议连接代理
用隧道协议进行 TCP 通信。
主要使用 SSL(Secure Sokets Layer,安全套接字)和 TLS(Transport Layer Security,传输层安全)协议把通信内容加密后经网络隧道传输。
HTTP 状态码
服务器返回的响应报文中第一行为状态行,包含了状态码以及原因短语,来告知客户端请求的结果。
状态码 | 类别 | 原因短语 |
---|---|---|
1XX | Informational(信息性状态码) | 接收的请求正在处理 |
2XX | Success(成功状态码) | 请求正常处理完毕 |
3XX | Redirection(重定向状态码) | 需要进行附加操作以完成请求 |
4XX | Client Error(客户端错误状态码) | 服务器无法处理请求 |
5XX | Server Error(服务器错误状态码) | 服务器处理请求出错 |
2XX 成功
200 OK
204 No Content:请求已经成功处理,但是返回的响应报文不包含实体的主体部分。一般在只需要从客户端往服务器发送信息,而不需要返回数据时使用。
206 Partial Content
3XX 重定向
301 Moved Permanently:永久性重定向
302 Found:临时性重定向
303 See Other
注:虽然 HTTP 协议规定 301、302 状态下重定向时不允许把 POST 方法改成 GET 方法,但是大多数浏览器都会把 301、302 和 303 状态下的重定向把 POST 方法改成 GET 方法。
304 Not Modified:如果请求报文首部包含一些条件,例如:If-Match,If-ModifiedSince,If-None-Match,If-Range,If-Unmodified-Since,但是不满足条件,则服务器会返回 304 状态码。
307 Temporary Redirect:临时重定向,与 302 的含义类似,但是 307 要求浏览器不会把重定向请求的 POST 方法改成 GET 方法。
4XX 客户端错误
400 Bad Request:请求报文中存在语法错误
401 Unauthorized:该状态码表示发送的请求需要有通过 HTTP 认证(BASIC 认证、DIGEST 认证)的认证信息。如果之前已进行过一次请求,则表示用户认证失败。
403 Forbidden:请求被拒绝,服务器端没有必要给出拒绝的详细理由。
404 Not Found
5XX 服务器错误
500 Internal Server Error:服务器正在执行请求时发生错误
503 Service Unavilable:该状态码表明服务器暂时处于超负载或正在进行停机维护,现在无法处理请求。
HTTP首部
HTTP 报文包含了首部和主体两部分。有 4 种类型的首部字段:通用首部字段、请求首部字段、响应首部字段和实体首部字段。各种首部字段及其含义如下(不需要全记,仅供查阅):
通用首部字段
首部字段名 | 说明 |
---|---|
Cache-Control | 控制缓存的行为 |
Connection | 逐跳首部、 连接的管理 |
Date | 创建报文的日期时间 |
Pragma | 报文指令 |
Trailer | 报文末端的首部一览 |
Transfer-Encoding | 指定报文主体的传输编码方式 |
Upgrade | 升级为其他协议 |
Via | 代理服务器的相关信息 |
Warning | 错误通知 |
请求首部字段
首部字段名 | 说明 |
---|---|
Accept | 用户代理可处理的媒体类型 |
Accept-Charset | 优先的字符集 |
Accept-Encoding | 优先的内容编码 |
Accept-Language | 优先的语言(自然语言) |
Authorization | Web认证信息 |
Expect | 期待服务器的特定行为 |
From | 用户的电子邮箱地址 |
Host | 请求资源所在服务器 |
If-Match | 比较实体标记(ETag) |
If-Modified-Since | 比较资源的更新时间 |
If-None-Match | 比较实体标记(与 If-Match 相反) |
If-Range | 资源未更新时发送实体 Byte 的范围请求 |
If-Unmodified-Since | 比较资源的更新时间(与If-Modified-Since相反) |
Max-Forwards | 最大传输逐跳数 |
Proxy-Authorization | 代理服务器要求客户端的认证信息 |
Range | 实体的字节范围请求 |
Referer | 对请求中 URI 的原始获取方 |
TE | 传输编码的优先级 |
User-Agent | HTTP 客户端程序的信息 |
响应首部字段
首部字段名 | 说明 |
---|---|
Accept-Ranges | 是否接受字节范围请求 |
Age | 推算资源创建经过时间 |
ETag | 资源的匹配信息 |
Location | 令客户端重定向至指定URI |
Proxy-Authenticate | 代理服务器对客户端的认证信息 |
Retry-After | 对再次发起请求的时机要求 |
Server | HTTP服务器的安装信息 |
Vary | 代理服务器缓存的管理信息 |
WWW-Authenticate | 服务器对客户端的认证信息 |
实体首部字段
首部字段名 | 说明 |
---|---|
Allow | 资源可支持的HTTP方法 |
Content-Encoding | 实体主体适用的编码方式 |
Content-Language | 实体主体的自然语言 |
Content-Length | 实体主体的大小(单位: 字节) |
Content-Location | 替代对应资源的URI |
Content-MD5 | 实体主体的报文摘要 |
Content-Range | 实体主体的位置范围 |
Content-Type | 实体主体的媒体类型 |
Expires | 实体主体过期的日期时间 |
Last-Modified | 资源的最后修改日期时间 |
具体应用
Cookie
HTTP 协议是无状态的,主要是为了让 HTTP 协议尽可能简单,使得它能够处理大量事务。HTTP/1.1 引入 Cookie 来保存状态信息。
服务器会发送的响应报文包含 Set-Cookie 字段,客户端得到该相应后把 Cookie 内容保存到浏览器中。下次再发送请求时,从浏览器中读出 Cookie 值,在请求报文中包含 Cookie 字段,这样服务器就知道客户端的状态信息了。Cookie 状态信息保存在客户端浏览器中,而不是服务器上。
Set-Cookie 字段有以下属性:
属性 | 说明 |
---|---|
NAME=VALUE | 赋予 Cookie 的名称和其值(必需项) |
expires=DATE | Cookie 的有效期(若不明确指定则默认为浏览器关闭前为止) |
path=PATH | 将服务器上的文件目录作为 Cookie 的适用对象(若不指定则默认为文档所在的文件目录) |
domain=域名 | 作为 Cookie 适用对象的域名(若不指定则默认为创建 Cookie 的服务器的域名) |
Secure | 仅在 HTTPS 安全通信时才会发送 Cookie |
HttpOnly | 加以限制,使 Cookie 不能被 JavaScript 脚本访问 |
Session 和 Cookie 区别
Session 是服务器用来跟踪用户的一种手段,每个 Session 都有一个唯一标识:Session ID。当服务器创建了一个 Session 时,给客户端发送的响应报文就包含了 Set-Cookie 字段,其中有一个名为 sid 的键值对,这个键值对就是 Session ID。客户端收到后就把 Cookie 保存在浏览器中,并且之后发送的请求报文都包含 Session ID。HTTP 就是 Session 和 Cookie 这两种方式一起合作来实现跟踪用户状态的,而 Session 用于服务器端,Cookie 用于客户端。
浏览器禁用 Cookie 的情况
会使用 URL 重写技术,在 URL 后面加上 sid=xxx 。
使用 Cookie 实现用户名和密码的自动填写
网站脚本会自动从 Cookie 中读取用户名和密码,从而实现自动填写。
缓存
有两种缓存方法:让代理服务器进行缓存和让客户端浏览器进行缓存。
Cache-Control 用于控制缓存的行为。
Cache-Control: no-cache 有两种含义,如果是客户端向缓存服务器发送的请求报文中含有该指令,表示客户端不想要缓存的资源;如果是源服务器向缓存服务器发送的响应报文中含有该指令,表示缓存服务器不能对资源进行缓存。
Expires 字段可以用于告知缓存服务器该资源什么时候会过期。当首部字段 Cache-Control 有指定 max-age 指令时,比起首部字段 Expires,会优先处理 max-age 指令。
持久连接
当浏览器访问一个包含多张图片的 HTML 页面时,除了请求访问 HTML 页面资源,还会请求图片资源,如果每进行一次 HTTP 通信就要断开一次 TCP 连接,连接建立和断开的开销会很大。持久连接 只需要进行一次 TCP 连接就能进行多次 HTTP 通信。HTTP/1.1开始,所有的连接默认都是持久连接。
持久连接需要使用 Connection 首部字段进行管理。HTTP/1.1 开始HTTP 默认是持久化连接的,如果要断开 TCP 连接,需要由客户端或者服务器端提出断开,使用 Connection: close ;而在HTTP/1.1之前默认是非持久化连接的,如果要维持持续连接,需要使用 Keep-Alive。
管线化方式可以同时发送多个请求和响应,而不需要发送一个请求然后等待响应之后再发下一个请求。
编码
编码(Encoding)主要是为了对实体进行压缩。常用的编码有:gzip、compress、deflate、identity,其中 identity 表示不执行压缩的编码格式。
分块传输
分块传输(Chunked Transfer Coding)可以把数据分割成多块,让浏览器逐步显示页面。
多部分对象集合
一份报文主体内可含有多类型的实体同时发送,每个部分之间用 boundary 字段定义的分隔符进行分隔;每个部分都可以有首部字段。
例如,上传多个表单时可以使用如下方式:
范围请求
如果网络出现中断,服务器只发送了一部分数据,范围请求使得客户端能够只请求未发送的那部分数据,从而避免服务器端重新发送所有数据。
在请求报文首部中添加 Range 字段,然后指定请求的范围,例如 Range : bytes = 5001-10000。请求成功的话服务器发送 206 Partial Content 状态。
内容协商
通过内容协商返回最合适的内容,例如根据浏览器的默认语言选择返回中文界面还是英文界面。
涉及以下首部字段:Accept、Accept-Charset、Accept-Encoding、Accept-Language、Content-Language。
虚拟主机
使用虚拟主机技术,使得一台服务器拥有多个域名,并且在逻辑上可以看成多个服务器。
通信数据转发
代理
代理服务器接受客户端的请求,并且转发给其它服务器。代理服务器一般是透明的,不会改变 URL。
使用代理的主要目的是:缓存、网络访问控制以及记录访问日志。
网关
与代理服务器不同的是,网关服务器会将 HTTP 转化为其它协议进行通信,从而其它非 HTTP 服务器的服务。
隧道
使用 SSL 等加密手段,为客户端和服务器之间建立一条安全的通信线路。
HTTPs
HTTP 有以下安全性问题:
- 通信使用明文,内容可能会被窃听;
- 不验证通信方的身份,因此有可能遭遇伪装;
- 无法证明报文的完整性,所以有可能已遭篡改。
HTTPs 并不是新协议,而是 HTTP 先和 SSL(Secure Socket Layer)通信,再由 SSL 和 TCP 通信。通过使用 SSL,HTTPs 提供了加密、认证和完整性保护。
加密
有两种加密方式:对称密钥加密和公开密钥加密。对称密钥加密的加密和解密使用同一密钥,而公开密钥加密使用一对密钥用于加密和解密,分别为公开密钥和私有密钥。公开密钥所有人都可以获得,通信发送方获得接收方的公开密钥之后,就可以使用公开密钥进行加密,接收方收到通信内容后使用私有密钥解密。
对称密钥加密的缺点:无法安全传输密钥;公开密钥加密的缺点:相对来说更耗时。
HTTPs 采用 混合的加密机制,使用公开密钥加密用于传输对称密钥,之后使用对称密钥加密进行通信。(下图中,共享密钥即对称密钥)
认证
通过使用 证书 来对通信方进行认证。证书中有公开密钥数据,如果可以验证公开密钥的确属于通信方的,那么就可以确定通信方是可靠的。
数字证书认证机构(CA,Certificate Authority)颁发的公开密钥证书,可以通过 CA 对其进行验证。
进行 HTTPs 通信时,服务器会把证书发送给客户端,客户端取得其中的公开密钥之后,就可以开始加密过程。
使用 OpenSSL 这套开源程序,每个人都可以构建一套属于自己的认证机构,从而自己给自己颁发服务器证书。浏览器在访问该服务器时,会显示“无法确认连接安全性”或“该网站的安全证书存在问题”等警告消息。
客户端证书需要用户自行安装,只有在业务需要非常高安全性时才使用客户端证书,例如网上银行。
完整性
SSL 提供摘要功能来验证完整性。