图解HTTP（六）HTTP首部

一、HTTP报文的结构：

二、4种首部字段：

1. 通用首部字段

请求报文和响应报文都会使用的首部。

首部字段名	说明
Cache-Control	控制缓存行为
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

1.1 Cache-Control

通过指定首部字段Cache-Control的指令，就能操作缓存的工作机制。指令的参数是可选的，多个指令之间通过，分隔。

可用的指令按请求和响应分类如下：

缓存请求指令

指令	参数	说明
no-cache	无	强制向源服务器再次验证
no-store	无	不缓存请求或响应的任何内容
max-age=[秒]	必需	响应的最大Age值
max-stale(=[秒])	可省略	接收已过期的响应
min-fresh=[秒]	必需	期望在指定时间内的响应仍有效
no-transform	无	代理不可更改媒体类型
only-if-cached	无	从缓存获取资源
cache-extension	-	新指令标记(token)

缓存响应指令

指令	参数	说明
public	无	可向任意方向提供响应的缓存
private	可省略	仅向特定用户返回响应
no-cache	可省略	缓存前必须先确认其有效性
no-store	无	不缓存请求或响应的任何内容
no-transform	无	代理不可更改媒体类型
must-revalidate	无	可缓存但必须再向源服务器确认
proxy-revalidate	无	要求中间缓存服务器对缓存的响应有效性在进行确认
max-age=[秒]	必需	响应的最大Age值
s-maxage=[秒]	必需	公共缓存服务器响应的最大Age值
cache-extension	-	新指令标记(token)

1.2 Connection

有如下两个作用：

控制不再转发给代理的首部字段

Connection:不再转发的首部字段名

管理持久连接: 1.1版本默认的是持久连接，当服务器想明确断开连接时，这指定connection 为close。1.1之前的版本默认的是非持久连接，若要维持持续连接，则指定为Keep-Alive.

Connection: close
Connection: Keep-Alive

1.3 Date

表明创建HTTP报文的日期和时间。

HTTP/1.1协议使用在RFC1123中规定的日期时间的格式，如下：

Date： Tue， 03 Jul 2016 05:12:30 GMT

之前版本使用在RFC850中定义的格式，如下：

Date： Tue， 03-Jul-16 05:12:30 GMT

此外，还有一种格式，它与C标准库内的asctime()函数的输出格式一致，如下：

Date： Tue， 03 Jul  05:12:30 2016

1.4 Pragma

Pragma是HTTP/1.1之前版本的历史遗留字段，仅作为与HTTP/1.0的向后兼容而定义。规范定义的形式唯一，如下所示：

Pragma: no-cache

该首部字段属于通用首部字段，但是只用在客户端发送的请求中。客户端会要求所有的中间服务器不返回缓存的资源。

若所有的中间服务器都能以HTTP/1.1为基准，那直接采用Cache-Control：no-cache指定缓存的处理方式最为理想。但要整体掌握全部中间服务器使用的HTTP协议版本却不现实。因此发送的请求会同时含有下面两个首部字段。

Cache-Control: no-cache
Pragma: no-cache

1.5 Trailer

该字段会事先说明在报文主题后记录了那些首部字段，可应用在HTTP/1.1版本分块传输编码时。

HTTP/1.1 200 OK
Date： Tue， 03 Jul 2016 05:12:30 GMT
Content-Type：text/html 
...
Tranfer-Encoding:chuncked    #分块
Trailer：Expires
...(报文主体)...
0
Expires:Tue， 28 Sep 2016 05:12:30 GMT

以上用例中，指定首部字段Trailer的值为Expires,在报文主体之后出现了首部字段Expires.

1.6 Transfer-Encoding

规定了传输报文时采用的编码方式。HTTP/1.1的传输编码方式仅对分块传输编码有效。下例中,正如首部字段Transfer-Encoding中指定的那样,有效使用分块传输编码,且分别被分成3312字节和914字节大小的分块数据。

     HTTP/1.1 200 OK
     Date： Tue， 03 Jul 2016 05:12:30 GMT
     Cache-Control：public, max-age=604800
     Content-Type：text/javascript;charset=utf-8
     Expires:Tue， 10 Jul 2016 05:12:30 GMT
     X-Frame-Options:DENY
     X-XSS-Protection:1;mode=block
     Content-Encoding:gzip
     Tranfer-Encoding:chuncked    #分块
     Connnection:keep-alive
      
     cf0    <--16进制(十进制为3312)
      
     ...3312字节分块数据...
      
     392   <--16进制(十进制为914)
      
     ...914字节数据...
      
     0

1.7 Upgrade

首部字段Upgrade用于检测HTTP协议及其他协议是否可使用更高的版本进行通信,其参数值可以用来指定一个完全不同的通信协议。如下图,首部字段Upgrade指定的值为TLS/1.0。这里需要注意两个首部字段的对应关系,Connection的值被指定为Upgrade,而Upgrade首部字段产生的作用Upgrade对象仅限于客户端和邻接服务器之间。因此使用首部字段Upgrade时还需要额外指定Connection:Upgrade。对于富有首部字段Upgrade的请求,服务器可用101 SwitchingProtocols状态码来作为响应返回。

1.8 Via

使用首部字段Via是为了追踪客户端与服务器之间的请求和响应报文的传输路径。报文经过代理或网关时,会先在首部字段Via中附加该服务器的信息,然后在进行传输。

首部字段Via不仅用于追踪报文的转发,还可以避免请求回环的发生。所以必须经过代理时附加该首部字段内容。如图,在经过代理服务器A时,Via首部信息附加了"1.0 gw.hackr.jp(squid/3.1)"这样的字符串值。行头的1.0是指接收请求的服务器上应用的HTTP协议版本。接下来经过代理服务器B时亦是如此,在Via首部附加服务器信息,也可增加一个新的Via首部写入服务器信息。Via首部是为了追踪传输路径,所以经常会和TRACE方法一起使用。比如代理服务器接收到由Trace方法发送过来的请求(其中Max-Forwards:0)时,代理服务器就不能再转发该请求了。这种情况下,代理服务器将自身的信息附加到Via首部后。返回该请求的响应。

1.9 Warning

在HTTP/1.1的Warning首部是从HTTP/1.0的响应首部(Retry-After)演变过来的,该首部通常会告知用户一些与缓存相关的问题的告警。Warning的首部格式如下(最后的日期时间可省略)：

warning： [警告码] [警告的主机:端口号] "[警告内容]" ([日期时间])
     
小例子：
Warning： 113 gw.hackr.jp:8080 "Heuristic wxpiration" Tue,03 Jul 2016 05:03:11 GMT

在HTTP/1.1中定义了7种告警。警告码对应的警告内容仅推荐参考。另外警告码具备扩展性。今后有可能追加新的警告码。

警告码	警告内容	解释说明
110	Response stale(响应已过期)	代理返回已过期的资源
111	Revalidation failed(再验证失败)	代理再验证资源有效性时失败(服务器无法到达等原因)
112	Disconnection operation(断开连接操作)	代理与互联网连接被故意切断
113	Herurstic expiration(试探性过期)	响应的使用期超过24小时(有效缓存的设定时间大于24小时的情况下)
199	Miscellaneous warning(杂项警告)	任意的警告内容
214	Transformation applied(使用了转换)	代理对内容编码或媒体类型等执行了某些处理时
299	Miscellaneous persistent warning(持久杂项警告)	任意的警告内容

2. 请求首部字段

从客户端向服务器发送请求时使用的首部，补充请求的附加内容、客户端信息、响应内容相关优先级等信息。

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
Authorization	Web认证信息
Expect	期待服务器的行为
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-Node-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

3. 响应首部字段

从服务器端向客户端返回响应报文时使用的首部。补充了响应的附加内容，也会要求客户端附加额外的内容信息。

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

4. 实体首部字段

针对请求报文和响应报文的实体部分使用的首部。补充了资源内容更新时间等与实体有关的信息。

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（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