HTTP协议简介

先简单介绍一下五层网络协议。

物理层：实现物理层面的比特流传输，比如将0101转换成电压信号通过电缆传输。处于协议最底层。
链路层：局域网内的不同MAC地址之间的信息传输，数据包会封装MAC信息。
网络层：通过IP协议，实现不同IP地址间IP数据包（含有源ip和目的ip信息）的传输。
传输层：构建于IP协议之上，实现不同主机端口间的通信。如TCP、UDP协议。TCP传输的是数据流，该协议保证了数据包的有序、可靠传输。
应用层：各种网络应用会有自己独特的通信协议，比如邮件传输协议、ftp协议以及本文要讨论的http协议。

HTTP协议

HTTP协议全称为超文本传输协议（HyperText Transfer Protocol），是客户端（主要为浏览器）和服务端（网站）之间的通信标准，基于该协议构建了无处不在的万维网（world wide web）。HTTP通常基于TCP进行传输，由客户端发起对某一资源的请求，此时会建立到服务器指定端口（默认80）的TCP连接，服务端对该请求作出响应。HTTP协议规定了请求和响应的格式、请求方法和响应状态码等。

HTTP请求

当在浏览器地址栏输入www.baidu.com时，会发出如下请求（有简化）：

GET / HTTP/1.1
Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,*/*;q=0.8
Accept-Encoding: gzip, deflate, br
Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.8,zh-TW;q=0.7,zh-HK;q=0.5,en-US;q=0.3,en;q=0.2
Connection: keep-alive
Host: www.baidu.com
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; Win64; x64; rv:59.0) Gecko/20100101 Firefox/59.0

该请求符合以下格式标准：

请求行
请求头
[空行]
消息体[可选]

在上面请求信息中，请求行包含三项信息：

请求方法 -> GET
请求的资源路径 -> / 表示对网站根目录的请求，根据网站设定，通常是index.html或index.php。
协议 -> HTTP/1.1 HTTP第一个广泛使用的版本是1.0，这里使用1.1，最新的2.0协议也推出了。

对请求头的说明如下：

Accept 告知server本客户端能够接受的回应内容类型（Content-Types）。
Accept-Encoding 能够接受的编码方式。
Accept-Language 能够接受的回应内容的自然语言列表。
Connection 连接类型。keep-alive表示保持连接以备其它资源如css、图片等请求使用。
HOST 主机信息，指定向哪个网站发出请求，除host外，头信息中其它内容都是可选的。
User-Agent 客户端类型。不同浏览器一般都不一样，服务器可据此返回差异化内容。

根据需要，请求头中还可能携带其它信息。列举几个比较常用的：

Cookie 由于http是无状态协议，cookie通常用来传递一些个性化信息，如PHPSESSID，据此实现了session会话控制，以保持用户状态。
Referer 表示浏览器所访问的前一个页面，正是那个页面上的某个链接将浏览器带到了当前所请求的这个页面。
If-Modified-Since 对应于HTTP响应头中的Last-Modified（资源最后修改时间），如果服务器发现资源在此时间后没被修改，则返回304 Not Modified响应，这样浏览器会直接使用本地缓存，节省了文件传输的消耗。
If-None-Match 对应于HTTP响应头中的ETag（资源版本号）文件的唯一标志符，类似哈希或者指纹，如果文件发生变化，则ETag也会改变。服务器文件ETag与请求头中If-None-Match内容相同时，就发出304响应，否则返回新的文件。由于服务器时间可能不准确，ETag优先级高于Last-Modified。
Range 请求资源的范围，一般为字节（可理解为“分页”）。可实现断点续传。

请求头结束后，会有一个空行，然后是可选的消息体，用来向服务器提交数据，如post请求的表单信息。本例中，请求没有消息体。

HTTP响应

请求到达baidu.com服务器后，处理完会发出如下响应：

HTTP/1.1 200 OK
Cache-Control: private
Connection: Keep-Alive
Content-Encoding: gzip
Content-Type: text/html; charset=utf-8
Date: Fri, 30 Mar 2018 07:26:56 GMT
Expires: Fri, 30 Mar 2018 07:26:05 GMT
Server: BWS/1.1
Set-Cookie: BDSVRTM=0; path=/

<!DOCTYPE html>
<!--STATUS OK-->
[省略html内容]

同样的，响应也有一定的格式：

状态行
响应头
[空行]
响应体

状态行中也包含三项信息：

HTTP/1.1 协议版本
200 状态码(status code)。
OK 状态描述

对响应头中各字段说明如下：

Cache-Control 缓存控制，private 意味着这个文件对不同的用户是不同的。只有用户自己的浏览器能够进行缓存，中间的代理服务器不允许缓存；no-cache 不能缓存。
Connection TCP连接选项。Keep-Alive 保持并复用该连接。
Content-Encoding 内容编码方式 gzip 使用gzip压缩，则浏览器要用对应的方式解压。
Date 服务器发出响应的时间。
Expires 资源过期时间。
Server 服务器软件类型。
Set-Cookie 设置cookie。

除此之外，还有其它比较重要的响应头：

Location 重定向。
Access-Control-Allow-Origin 指定哪些网站可参与到跨来源资源共享过程中。
Last-Modified 资源最后修改时间。
Pragma 常见值no-cache。HTTP1.0可用此禁止缓存。
ETag 资源的唯一标示符。

响应结束后，会有一个空行，然后是响应的正文，本例中是baidu.com首页的html内容。

HTTP请求方法

注：这一部分内容参考了中文wiki

HTTP/1.1协议中共定义了八种方法（也叫“动作”）来以不同方式操作指定的资源：

GET 向指定的资源发出“显示”请求。使用GET方法应该只用在读取数据，而不应当被用于产生“副作用”的操作中。
HEAD 与GET方法一样，都是向服务器发出指定资源的请求。只不过服务器将不传回资源的本文部分。它的好处在于，使用这个方法可以在不必传输全部内容的情况下，就可以获取其中“关于该资源的信息”（元信息或称元数据）。
POST 向指定资源提交数据，请求服务器进行处理（例如提交表单或者上传文件）。数据被包含在请求本文中。这个请求可能会创建新的资源或修改现有资源，或二者皆有。
PUT 向指定资源位置上传其最新内容。
DELETE 请求服务器删除Request-URI所标识的资源。
TRACE 回显服务器收到的请求，主要用于测试或诊断。
OPTIONS 这个方法可使服务器传回该资源所支持的所有HTTP请求方法。用'*'来代替资源名称，向Web服务器发送OPTIONS请求，可以测试服务器功能是否正常运作。
CONNECT HTTP/1.1协议中预留给能够将连接改为管道方式的代理服务器。通常用于SSL加密服务器的链接（经由非加密的HTTP代理服务器）。

方法名称是区分大小写的。当某个请求所针对的资源不支持对应的请求方法的时候，服务器应当返回状态码405（Method Not Allowed），当服务器不认识或者不支持对应的请求方法的时候，应当返回状态码501（Not Implemented）。

HTTP响应状态码

1** 服务器收到请求，需要请求者继续执行操作。
2** 成功，操作被成功接收并处理。典型的如200 OK，响应一切顺利。
3** 重定向，需要进一步的操作以完成请求，如304 Not Modified，资源未修改，用你的缓存吧。
4** 客户端错误，请求包含语法错误或无法完成请求。著名的404 Not Found 你要的东西没有哦。
5** 服务器错误，服务器在处理请求的过程中发生了错误。比如500 Internal Server Error，服务器内部错误，大概是程序员比较怕看到的。