小知识记录:第一篇

1.http1.x、https、http2的介绍与对比
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###HTTP的基本优化
影响一个 HTTP 网络请求的因素主要有两个:带宽和延迟。
带宽:如果说我们还停留在拨号上网的阶段,带宽可能会成为一个比较严重影响请求的问题,但是现在网络基础建设已经使得带宽得到极大的提升,我们不再会担心由带宽而影响网速,那么就只剩下延迟了。
延迟:
浏览器阻塞(HOL blocking):浏览器会因为一些原因阻塞请求。浏览器对于同一个域名,同时只能有 4 个连接(这个根据浏览器内核不同可能会有所差异),超过浏览器最大连接数限制,后续请求就会被阻塞。
DNS 查询(DNS Lookup):浏览器需要知道目标服务器的 IP 才能建立连接。将域名解析为 IP 的这个系统就是 DNS。这个通常可以利用DNS缓存结果来达到减少这个时间的目的。
建立连接(Initial connection):HTTP 是基于 TCP 协议的,浏览器最快也要在第三次握手时才能捎带 HTTP 请求报文,达到真正的建立连接,但是这些连接无法复用会导致每次请求都经历三次握手和慢启动。三次握手在高延迟的场景下影响较明显,慢启动则对文件类大请求影响较大。

###HTTP1.0和HTTP1.1的一些区别
HTTP1.0最早在网页中使用是在1996年,那个时候只是使用一些较为简单的网页上和网络请求上,而HTTP1.1则在1999年才开始广泛应用于现在的各大浏览器网络请求中,同时HTTP1.1也是当前使用最为广泛的HTTP协议。 主要区别主要体现在:
缓存处理,在HTTP1.0中主要使用header里的If-Modified-Since,Expires来做为缓存判断的标准,HTTP1.1则引入了更多的缓存控制策略例如Entity tag,If-Unmodified-Since, If-Match, If-None-Match等更多可供选择的缓存头来控制缓存策略。
带宽优化及网络连接的使用,HTTP1.0中,存在一些浪费带宽的现象,例如客户端只是需要某个对象的一部分,而服务器却将整个对象送过来了,并且不支持断点续传功能,HTTP1.1则在请求头引入了range头域,它允许只请求资源的某个部分,即返回码是206(Partial Content),这样就方便了开发者自由的选择以便于充分利用带宽和连接。
错误通知的管理,在HTTP1.1中新增了24个错误状态响应码,如409(Conflict)表示请求的资源与资源的当前状态发生冲突;410(Gone)表示服务器上的某个资源被永久性的删除。
Host头处理,在HTTP1.0中认为每台服务器都绑定一个唯一的IP地址,因此,请求消息中的URL并没有传递主机名(hostname)。但随着虚拟主机技术的发展,在一台物理服务器上可以存在多个虚拟主机(Multi-homed Web Servers),并且它们共享一个IP地址。HTTP1.1的请求消息和响应消息都应支持Host头域,且请求消息中如果没有Host头域会报告一个错误(400 Bad Request)。
长连接,HTTP 1.1支持长连接(PersistentConnection)和请求的流水线(Pipelining)处理,在一个TCP连接上可以传送多个HTTP请求和响应,减少了建立和关闭连接的消耗和延迟,在HTTP1.1中默认开启Connection: keep-alive,一定程度上弥补了HTTP1.0每次请求都要创建连接的缺点。

###HTTPS与HTTP的一些区别
HTTPS协议需要到CA申请证书,一般免费证书很少,需要交费。
HTTP协议运行在TCP之上,所有传输的内容都是明文,HTTPS运行在SSL/TLS之上,SSL/TLS运行在TCP之上,所有传输的内容都经过加密的。
HTTP和HTTPS使用的是完全不同的连接方式,用的端口也不一样,前者是80,后者是443。
HTTPS可以有效的防止运营商劫持,解决了防劫持的一个大问题。

###SPDY:HTTP1.x的优化
2012年google如一声惊雷提出了SPDY的方案,优化了HTTP1.X的请求延迟,解决了HTTP1.X的安全性,具体如下:
降低延迟,针对HTTP高延迟的问题,SPDY优雅的采取了多路复用(multiplexing)。多路复用通过多个请求stream共享一个tcp连接的方式,解决了HOL blocking的问题,降低了延迟同时提高了带宽的利用率。
请求优先级(request prioritization)。多路复用带来一个新的问题是,在连接共享的基础之上有可能会导致关键请求被阻塞。SPDY允许给每个request设置优先级,这样重要的请求就会优先得到响应。比如浏览器加载首页,首页的html内容应该优先展示,之后才是各种静态资源文件,脚本文件等加载,这样可以保证用户能第一时间看到网页内容。
header压缩。前面提到HTTP1.x的header很多时候都是重复多余的。选择合适的压缩算法可以减小包的大小和数量。
基于HTTPS的加密协议传输,大大提高了传输数据的可靠性。
服务端推送(server push),采用了SPDY的网页,例如我的网页有一个sytle.css的请求,在客户端收到sytle.css数据的同时,服务端会将sytle.js的文件推送给客户端,当客户端再次尝试获取sytle.js时就可以直接从缓存中获取到,不用再发请求了。
SPDY位于HTTP之下,TCP和SSL之上,这样可以轻松兼容老版本的HTTP协议(将HTTP1.x的内容封装成一种新的frame格式),同时可以使用已有的SSL功能。

###HTTP2.0:SPDY的升级版
HTTP2.0可以说是SPDY的升级版(其实原本也是基于SPDY设计的),但是,HTTP2.0 跟 SPDY 仍有不同的地方,如下:
HTTP2.0和SPDY的区别:
HTTP2.0 支持明文 HTTP 传输,而 SPDY 强制使用 HTTPS
HTTP2.0 消息头的压缩算法采用 HPACK http://http2.github.io/http2-spec/compression.html,而非 SPDY 采用的 DEFLATE http://zh.wikipedia.org/wiki/DEFLATE

###HTTP2.0和HTTP1.X相比的新特性
新的二进制格式(Binary Format),HTTP1.x的解析是基于文本。基于文本协议的格式解析存在天然缺陷,文本的表现形式有多样性,要做到健壮性考虑的场景必然很多,二进制则不同,只认0和1的组合。基于这种考虑HTTP2.0的协议解析决定采用二进制格式,实现方便且健壮。
多路复用(MultiPlexing),即连接共享,即每一个request都是是用作连接共享机制的。一个request对应一个id,这样一个连接上可以有多个request,每个连接的request可以随机的混杂在一起,接收方可以根据request的 id将request再归属到各自不同的服务端请求里面。
header压缩,如上文中所言,对前面提到过HTTP1.x的header带有大量信息,而且每次都要重复发送,HTTP2.0使用encoder来减少需要传输的header大小,通讯双方各自cache一份header fields表,既避免了重复header的传输,又减小了需要传输的大小。
服务端推送(server push),同SPDY一样,HTTP2.0也具有server push功能。

###HTTP2.0的升级改造
前文说了HTTP2.0其实可以支持非HTTPS的,但是现在主流的浏览器像chrome,firefox表示还是只支持基于 TLS 部署的HTTP2.0协议,所以要想升级成HTTP2.0还是先升级HTTPS为好。
当你的网站已经升级HTTPS之后,那么升级HTTP2.0就简单很多,如果你使用NGINX,只要在配置文件中启动相应的协议就可以了,可以参考NGINX白皮书,NGINX配置HTTP2.0官方指南 https://www.nginx.com/blog/nginx-1-9-5/。
使用了HTTP2.0那么,原本的HTTP1.x怎么办,这个问题其实不用担心,HTTP2.0完全兼容HTTP1.x的语义,对于不支持HTTP2.0的浏览器,NGINX会自动向下兼容的。

###附注
HTTP2.0的多路复用和HTTP1.X中的长连接复用有什么区别?
HTTP/1.* 一次请求-响应,建立一个连接,用完关闭;每一个请求都要建立一个连接;
HTTP/1.1 Pipeling解决方式为,若干个请求排队串行化单线程处理,后面的请求等待前面请求的返回才能获得执行机会,一旦有某请求超时等,后续请求只能被阻塞,毫无办法,也就是人们常说的线头阻塞;
HTTP/2多个请求可同时在一个连接上并行执行。某个请求任务耗时严重,不会影响到其它连接的正常执行;
#服务器推送到底是什么?
服务端推送能把客户端所需要的资源伴随着index.html一起发送到客户端,省去了客户端重复请求的步骤。正因为没有发起请求,建立连接等操作,所以静态资源通过服务端推送的方式可以极大地提升速度。
#为什么需要头部压缩?
假定一个页面有100个资源需要加载(这个数量对于今天的Web而言还是挺保守的), 而每一次请求都有1kb的消息头(这同样也并不少见,因为Cookie和引用等东西的存在), 则至少需要多消耗100kb来获取这些消息头。HTTP2.0可以维护一个字典,差量更新HTTP头部,大大降低因头部传输产生的流量。具体参考:HTTP/2 头部压缩技术介绍
#HTTP2.0多路复用有多好?
HTTP 性能优化的关键并不在于高带宽,而是低延迟。TCP 连接会随着时间进行自我「调谐」,起初会限制连接的最大速度,如果数据成功传输,会随着时间的推移提高传输的速度。这种调谐则被称为 TCP 慢启动。由于这种原因,让原本就具有突发性和短时性的 HTTP 连接变的十分低效。
HTTP/2 通过让所有数据流共用同一个连接,可以更有效地使用 TCP 连接,让高带宽也能真正的服务于 HTTP 的性能提升。
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2.X11
X11也叫做X Window系统,X Window系统 (X11或X)是一种 位图 显示的 视窗系统 。它是在 Unix 和 类Unix 操作系统 ,以及 OpenVMS 上建立图形用户界面 的标准工具包和协议,并可用于几乎所有已有的现代操作系统。
X 仅为 GUI 环境构建提供了基本的框架,在屏幕上绘图和移动窗口,以及与鼠标和键盘交互。X 并没有定义 UI 的呈现方式 — 独立的客户程序窗口管理器处理这部分功能。正因为如此,以 X 为基础环境的视觉样式变化非常地多,不同的程式可能彻底地展现不同的界面。X 以 ” 网路通透性” 为特色:应用程序(”客户端” 应用程序)所执行的机器,不一定是使用者本地的机器(显示的 “服务端”)。X 的 ” 客户端 ” 和 “服务端 ” 字眼的使用与人们通常的认识不太相同,” 服务端” 是使用者本地的显示而不是远端的机器。 X 在 1984年起始于 MIT(麻省理工学院) 。这个协定版本——X11,是在 1987年9月 所提出的。该方案是由 X 基金会所领导,这个参考实作是版本 11 release 7.6,且在 MIT 执照和相似的表示许可执照下是自由软件 。

3.X协议
Linux 本身是没有图形化界面的,所谓的图形化界面系统只不过中 Linux 下的应用程序。这一点和 Windows 不一样。Windows 从 Windows 95 开始,图形界面就直接在系统内核中实现了,是操作系统不可或缺的一部分。Linux 的图形化界面,底层都是基于 X 协议。
X 协议由 X server 和 X client 组成:
l X server 管理主机上与显示相关的硬件设置(如显卡、硬盘、鼠标等),它负责屏幕画面的绘制与显示,以及将输入设置(如键盘、鼠标)的动作告知 X client。
l X client (即 X 应用程序) 则主要负责事件的处理(即程序的逻辑)。
举个例子,如果用户点击了鼠标左键,因为鼠标归 X server 管理,于是 X server 就捕捉到了鼠标点击这个动作,然后它将这个动作告诉 X client,因为 X client 负责程序逻辑,于是 X client 就根据程序预先设定的逻辑(例如画一个圆),告诉 X server 说:“请在鼠标点击的位置,画一个圆”。最后,X server 就响应 X client 的请求,在鼠标点击的位置,绘制并显示出一个圆。

4.X11 Forwarding
许多时候 X server 和 X client 在同一台主机上,这看起来没什么。但是, X server 和 X client 完全可以运行在不同的机器上,只要彼此通过 X 协议通信即可。于是,我们就可以做一些“神奇”的事情,比如像本文开头谈到的,在本地显示 (X server),运行在服务器上的 GUI 程序 (X client)。这样的操作可以通过 SSH X11 Forwarding (转发) 来实现。
X11 中的 X 指的就是 X 协议,11 指的是采用 X 协议的第 11 个版本。

5.关于实现SSH x11的转发
#配置ssh配置
cat /etc/ssh/sshd_config
X11Forwarding yes
X11UseLocalhost no — 禁止将X11转发请求绑定到本地回环地址上
AddressFamily inet — 强制使用IPv4通道
#重启ssh
systemctl restart sshd.service
#安装客户端mobaxterm
https://mobaxterm.mobatek.net/download.html
#ssh通过mobaxterm远程连接
#执行xclock程序看效果
xclock

6.http协议六种请求方法,get、head、put、delete、post、options区别
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1,GET:GET可以说是最常见的了,它本质就是发送一个请求来取得服务器上的某一资源。资源通过一组HTTP头和呈现据(如HTML文本,或者图片或者视频等)返回给客户端。GET请求中,永远不会包含呈现数据。

2,HEAD:HEAD和GET本质是一样的,区别在于HEAD不含有呈现数据,而仅仅是HTTP头信息。有的人可能觉得这个方法没什么用,其实不是这样的。想象一个业务情景:欲判断某个资源是否存在,我们通常使用GET,但这里用HEAD则意义更加明确。

3,PUT:这个方法比较少见。HTML表单也不支持这个。本质上来讲, PUT和POST极为相似,都是向服务器发送数据,但它们之间有一个重要区别,PUT通常指定了资源的存放位置,而POST则没有,POST的数据存放位置由服务器自己决定。
举个例子:如一个用于提交博文的URL,/addBlog。如果用PUT,则提交的URL会是像这样的”/addBlog/abc123”,其中abc123就是这个博文的地址。而如果用POST,则这个地址会在提交后由服务器告知客户端。目前大部分博客都是这样的。显然,PUT和POST用途是不一样的。具体用哪个还取决于当前的业务场景。

4,DELETE:删除某一个资源。基本上这个也很少见,不过还是有一些地方比如amazon的S3云服务里面就用的这个方法来删除资源。

5,POST:向服务器提交数据。这个方法用途广泛,几乎目前所有的提交操作都是靠这个完成。

6,OPTIONS:这个方法很有趣,但极少使用。它用于获取当前URL所支持的方法。若请求成功,则它会在HTTP头中包含一个名为“Allow”的头,值是所支持的方法,如“GET, POST”。
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7.关于tcp连接请求的说明
》现代浏览器在与服务器建立了一个 TCP 连接后是否会在一个 HTTP 请求完成后断开?什么情况下会断开?
在 HTTP/1.0 中,一个服务器在发送完一个 HTTP 响应后,会断开 TCP 链接。但是这样每次请求都会重新建立和断开 TCP 连接,代价过大。所以虽然标准中没有设定,某些服务器对 Connection: keep-alive 的 Header 进行了支持。意思是说,完成这个 HTTP 请求之后,不要断开 HTTP 请求使用的 TCP 连接。这样的好处是连接可以被重新使用,之后发送 HTTP 请求的时候不需要重新建立 TCP 连接,以及如果维持连接,那么 SSL 的开销也可以避免。
持久连接:既然维持 TCP 连接好处这么多,HTTP/1.1 就把 Connection 头写进标准,并且默认开启持久连接,除非请求中写明 Connection: close,那么浏览器和服务器之间是会维持一段时间的 TCP 连接,不会一个请求结束就断掉。
所以第一个问题的答案是:默认情况下建立 TCP 连接不会断开,只有在请求报头中声明 Connection: close 才会在请求完成后关闭连接。
》一个 TCP 连接可以对应几个 HTTP 请求?
了解了第一个问题之后,其实这个问题已经有了答案,如果维持连接,一个 TCP 连接是可以发送多个 HTTP 请求的。
》一个 TCP 连接中 HTTP 请求发送可以一起发送么(比如一起发三个请求,再三个响应一起接收)?
之前http1.0版本不支持这样的发送,并且是建立一个连接发送一个请求,之后http1.1版本优化为建立一个连接可以发送多个请求,但是也是按照顺序依次发送的,这样就会出现如果前面一个请求长时间没有执行,就会影响到后面的执行,如果改成并行发送,会存在一个问题,服务器不知道先要处理哪一个请求。再之后,http2版本,支持二进制数据流发送方式,并且可以多路复用方式发送请求,这里通过给请求标记来实现不同请求的区分和处理。所以,在http2中可以实现同时并行发送多个请求。
》浏览器对同一 Host 建立 TCP 连接到数量有没有限制?
有。Chrome 最多允许对同一个 Host 建立六个 TCP 连接。不同的浏览器有一些区别。
》数据的发送方式
如果图片都是 HTTPS 连接并且在同一个域名下,那么浏览器在 SSL 握手之后会和服务器商量能不能用 HTTP2,如果能的话就使用 Multiplexing 功能在这个连接上进行多路传输。不过也未必会所有挂在这个域名的资源都会使用一个 TCP 连接去获取,但是可以确定的是 Multiplexing 很可能会被用到。
如果发现用不了 HTTP2 呢?或者用不了 HTTPS(现实中的 HTTP2 都是在 HTTPS 上实现的,所以也就是只能使用 HTTP/1.1)。那浏览器就会在一个 HOST 上建立多个 TCP 连接,连接数量的最大限制取决于浏览器设置,这些连接会在空闲的时候被浏览器用来发送新的请求,如果所有的连接都正在发送请求呢?那其他的请求就只能等等了。

浏览器默认最大并发连接数
浏览器 HTTP 1.1 HTTP 1.0
IE 6,7 2 4
IE 8 6 6
Firefox 2 2 8
Firefox 3 6 6
Safari 3, 4 4 4
Chrome 1,2 6 ?
Chrome 3 4 4
Opera 9.63,10.00alpha 4 4

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