http服務-理論知識
文章目錄
Socket套接字
在建立通信連接的每一端，進程間的傳輸要有兩個標誌
- IP地址和端口號，合成爲套接字地址（socket address）
- 客戶機套接字地址定義了一個唯一的客戶進程
- 服務器套接字地址定義了一個唯一的服務器進程
Socket：套接字，進程間通信（IPC）的一種實現，允許位於不同主機（或同一主機）上不同進程之間進行通信和數據交換
- Socket API：封裝了內核中所提供的socket通信相關的系統調用
- Socket Domain：根據其所使用的地址
- AF_INET：Address Family，IPv4
- AF_INET6：IPv6
- AF_UNIX：同一主機上不同進程之間通信時使用
- Socket Type：根據使用的傳輸層協議
- SOCK_STREAM：流，TCP套接字，可靠地傳遞、面向連接
- SOCK_DGRAM：數據報，UDP套接字，不可靠地傳遞、無連接
- SOCK_RAW：裸套接字，無須TCP或UDP，應用直接通過IP包通信
- Socket位於傳輸層與應用層之間，連接了應用層細節與通信細節，負責用戶進程與系統內核的交互
http超文本傳輸協議
瀏覽器訪問網站流程圖
http協議通信過程
- http（HyperText Transfer Protocol，超文本傳輸協議） 是一種用於分佈式、協作式和超媒體信息系統的應用層協議
- http是萬維網的數據通信的技術設計http最初的目的是爲了提供一種遠距離共享知識的方式,藉助多文檔進行關聯實現超文本,連成相互參閱的WWW（world wide web,萬維網）
http協議分層
http相關術語
- http：超文本傳輸協議，TCP連接端口80
- html：超文本標記語言，一種描述網頁結構的編程語言
- http和html的關係：http協議傳輸的文本文件一句使用的是貶稱語言,可分爲html、css、javescript文件等
- MIME：多用途互聯網郵件拓展,支持在互聯網上傳輸各種格式的文件
- 在文件/etc/mime.types中詳細列舉了支持的文件類型
- 格式：major/minor，一級類型/二級類型，如：
test/html，image/jpeg，video/MP4
http協議發展版本差異
- http/0.9：1992年發佈,只有GET命令GET/index.html,服務器只能迴應html格式字符串,不能迴應別的格式。
- http/1.0：1996年發佈，增加了POST，HEAD命令
- 支持cache，MIME，method
- 每個TCP連接只能發送一個請求
- 頭部信息是ASCLL碼,後面數據可爲任何格式
- Content-Tyoe字段說明數據格式，包含在MIME中
- http/1.1（目前最普遍） 1997年1月發佈，新增PUT，PATCH,OPTIONS,DELETE
- 持久連接(persistent connection)：TCP連接默認不關閉，可被多個請求複用
- 管道機制(pipelining)：同一個TCP連接裏可以同時發送多個請求
- 隊頭堵塞(Head-of-line blocking)：服務器順序處理親貴，前方請求迴應慢，造成很多請求排隊
- http協議不帶狀態,連接斷開後服務器將失去客戶端信息,每次請求需發送相同信息,浪費帶寬
http1.0和http1.1的區別
http1.0和http1.1的問題
- HTTP1.x在傳輸數據時，每次都需要重新建立連接，無疑增加了大量的延遲時間，特別是在移動端更爲突出
- HTTP1.x在傳輸數據時，所有傳輸的內容都是明文，客戶端和服務器端都無法驗證對方的身份，無法保證數據的安全性
- HTTP1.x在使用時，header裏攜帶的內容過大，增加了傳輸的成本，並且每次請求header基本不怎麼變化，尤其在移動端增加用戶流量
- 雖然HTTP1.x支持了keep-alive，來彌補多次創建連接產生的延遲，但是keep-alive使用多了同樣會給服務端帶來大量的性能壓力，並且對於單個文件被不斷請求的服務(例如圖片存放網站)，
http2.0協議2015年，http2.0是谷歌SPDY的升級版
- 頭信息和數據體都是二進制，稱爲頭信息幀和數據幀
- 複用TCP連接，在一個連接裏，客戶端和瀏覽器都可以同時發送多個請求或迴應，且不用按順序一一對應，避免了“隊頭堵塞“,此雙向的實時通信稱爲多工（Multiplexing）
- 引入頭信息壓縮機制（header compression）,頭信息使用gzip或compress壓縮後再發送；客戶端和服務器同時維護一張頭信息表，所有字段都會存入這個表，生成一個索引號，不發送同樣字段，只發送索引號，提高速度
- HTTP/2 允許服務器未經請求，主動向客戶端發送資源，即服務器推送（server push）
http工作機制
- 事務：包含http請求和http響應
- web資源：多個資源組成一個網頁
- 靜態文件：無需服務端做出額外處理
- 文件後綴：.jpg .html .txt .js .css .mp3 .avi
- 動態文件：服務端執行程序，返回執行的結果
- 文件後綴：.asp .php .jsp
- 提高http連接性能的方法
- 並行連接：通過多條TCP連接發起併發的http請求
- 持久連接：重用TCP連接，以消除連接和關閉的延時，以事務個數和事件來決定是否關閉連接
- 管道化連接：通過共享TCP連接發起併發的HTTP請求
- 複用的鏈接交替傳送請求和響應報文（實驗階段）
- 傳統http連接：串行連接，每個事務都需要建立和斷開連接一次
- 並行鏈接：同時進行多個事務，事物之間並行運行
- 持久連接：一個連接過程一次完成多個事務，減少了建立和斷開連接的時間
- 管道連接：一個連接過程同時進行多個事務，進一步減少了時間的開銷
uri和url
- URI(Uniform Resource Identifier)：統一資源標識，分爲urn和url
- URN(Uniform Resource Naming)：統一資源命名，用於給資源定義一個唯一的命名
- URL(Uniform Resource Locator)：統一資源定位，用於描述某服務器某特定資源的位置
- url的組成：
<scheme>://<user>:<password>@<host>:<port>/<path>;<params>?<query>#<frag>
scheme：方案，指定連接服務器使用的協議
user：用戶名
password：密碼
host：服務器的主機名或IP地址
port：端口號
path：服務器資源本地名
params：參數，參數爲名/值對，多個參數用";"分隔
query：查詢，用"?“分隔，多個查詢用”&"分隔
frag：片段，在客戶端使用，用"#"分隔
http請求訪問的完整過程
[1]建立連接
接受或拒絕連接請求
[2]接受請求
| 接受客戶端請求報文對某資源的一次請求的過程 |
|---|
web訪問響應模型(web I/O)
- 單進程I/O模型：啓動一個進程處理用戶請求，而且一次只處理一個，多個請求被串行響應
- 進程I/O模型：並行啓動多個進程,每個進程響應一個連接請求
- 複用I/O結構：啓動一個進程，同時響應N個連接請求
- 實現方法：多線程模型和事件驅動
- 多線程模型：一個進程生成N個線程，每線程響應一個連接求
- 事件驅動：一個進程處理N個請求
- 複用的多進程I/O模型：啓動M個線程，每個進程響應N個連接請求，同時接收M*N個請求
[3]處理請求
服務器對請求報文進行解析，並獲取請求的資源及請求方法等相關信息，根據方法，資源，首部和可選的主題部分對請求進行處理
- 常用請求：Method: GET、POST、HEAD、PUT、DELETE、TRACE、OPTIONS
[4]訪問資源
服務器獲取請求報文中請求的資源web服務器，及存放了web資源的服務器，負責向請求者提供對請求的靜態資源，或動態運行生成的資源
- web服務器資資源路徑映射方式
- docroot
- alias
- 虛擬主機docroot
- 用戶家目錄docroot
[5]構建響應報文
服務器執行請求方法中描述的動作，並返回響應報文。響應報文中包含有響應狀態碼、響應首部，如果生成了響應主體的話，還包括響應主體。
- 響應報文通常包括
- Content-Type：響應首部元素，描述響應主體的MIME類型
- Content-Length：響應首部元素，描述響應主體的長度
- 識別MIME類型的策略
- 魔法分類：服務器掃描資源的內容，並將其與一個已知模式表(被稱爲魔法文件)進行匹配
- 顯示分類：強制特定文件或目錄內容擁有某個MIME類型
- 類型協商： 有些Web服務器經過配置，可以以多種文檔格式來存儲資源。在這種情況下，可以配置Web服務器，使其可以通過與用戶的協商來決定使用哪種格式(及相關的MIME類型)“最好”
- 默認先根據文件的後綴名判斷MIME類型，如果沒有後綴名再通過魔法分類識別
[6]發送響應報文
- 對非持久連接而言，服務器應該在發送了整條報文後，關閉自己這一段的連接
- 對持久連接來說，連接可能仍保持打開狀態
[7]記錄日誌
最後，當事務結束時，web服務器會在日誌文件中添加一個條目，來描述已執行的事務
[8]http服務器應用
- http服務器程序
httpd apache
nginx
lighttpd
-應用程序服務器
IIS .asp
tomcat .jsp
jetty 開源的servlet容器，基於Java的web容器