概述

本文将针对HTTP协议结构进行讲解，主要使用HTTP/1.1版本。

HTTP协议用于客户端和服务器端之间的通信

通过请求和响应的交换达成通信

请求报文是由请求方法、请求URI、协议版本、可选的请求首部字段和内容实体构成的。

接收到请求的服务器，会将请求内容的处理结果以响应的形式返回。
响应报文基本上由协议版本、状态码（表示请求成功或失败的数字代码）、用以解释状态码的原因短语、可选的响应首部字段以及实体主体构成。

HTTP是保存状态的协议

HTTP是一种不保存状态，即无状态（stateless）协议。HTTP协议自身不对请求和响应之间的通信状态进行保存。也就是说在HTTP这个级别，协议对于发送过的请求或响应都不做持久化处理。
使用HTTP协议，每当有新的请求发送时，就会有对应的新响应产生。协议本身并不保留之前一切的请求或响应报文的信息。这是为了更快的处理大量事务，确保协议的可伸缩性，而特意把HTTP协议设计成如此简单。
可是，随着Web的不断发展，因无状态而导致业务处理变得棘手的情况增多了。比如，用户登录到一家购物网站，即使他跳转到该站其他页面后，也需要能继续保持登录状态。针对这个实例，网站为了能够掌握是随送出的请求，需要保存用户的状态。
HTTP/1.1虽然是无状态协议，但是为了实现期望的保持状态功能，于是引入了Cookie技术。有了Cookie再用HTTP协议通信，就可以管理状态了。

告知服务器意图的HTTP方法

GET:获取资源

POST:传输实体主体

POST方法用来传输实体的主体。
虽然用GET方法也可以传输实体的主体，但一般不用GET方法进行传输，而是用POST方法。虽说POST的功能与GET很相似，但是POST的主要目的并不是获取响应的主体内容。

PUT:传输文件/修改内容

PUT方法可以用来传输文件，或者用来设计修改内容的接口。

HEAD:获得报文首部

HEAD方法与GET方法一样，只是不返回报文主体部分，直返会响应头。用于确认URI的有效性及资源更新的日期时间等。

DELETE:删除文件

DELETE方法用来删除文件，是与PUT相反的方法。DELETE方法按请求URI删除指定的资源。

OPTIONS:询问支持的方法

OPTIONS方法用来查询针对请求URI指定的资源支持的方法。

TRACE:追踪路径

TRACE方法是让Web服务器端将之前的请求通信返回给客户端的方法。
发送请求时，在Max-Forwards首部字段中填入数值，每经过一个服务器端就将该数字减1，当数值刚好减到0时，就停止继续传输，最后接收到请求的服务器端则返回状态码 200 OK的响应。
客户端通过TRACE方法可以查询发送出去的请求是怎样被加工修改/篡改的。这是因为，请求想要连接到源目标服务器可能会通过代理中转，TRACE方法就是用来确认连接过程中发生的一系列操作。
但是，TRACE方法本来就不怎么常用，再加上它容易引发XST（Cross-Site Tracing）攻击，通常就更不会用到了。

CONNECT:要求用隧道协议连接代理

CONNECT方法要求在于代理服务器通信时建立隧道，实现用隧道协议进行TCP通信。主要使用SSL（Secure Sockets Layer，安全套接层）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。
CONNECT方法的格式如下所示。

使用方法下达命令

持久连接节省通信量

HTTP协议的初始版本中，每进行一次HTTP通信就要断开一次TCP连接。

以当年的通信情况来说，因为都是些容量很小的文本传输，所以即使这样也没有多大问题。可随着HTTP的普及，文档中包含大量图片的情况多了起来。
比如，使用浏览器浏览一个包含多张图片的HTML页面时，在发送请求访问HTML页面资源的同时，也会请求该HTML页面里包含的其他资源。因此，每次的请求都会造成无畏的TCP连接建立与断开，增加通信量的开销。

持久连接

为了解决上述TCP连接的问题，HTTP/1.1和一部分的HTTP/1.0想出了持久连接（HTTP Persistent Connections, 也称为HTTP keep-alvie或HTTP connection reuse）的方法。持久连接的特点是，只要任意一端没有明确提出断开连接，则保持TCP连接状态。

持久连接旨在建立1次TCP连接后进行多次请求和响应的交互。

持久连接的好处在于减少了TCP连接的重复建立和断开所造成的额外开销，减轻了服务器端的负载。另外，减少开销的那部分时间，使HTTP请求和响应能够更早的结束，这样Web页面显示速度也就相应提高了。
在HTTP/1.1中，所有的连接默认都是持久连接，但在HTTP/1.0内并未标准化。虽然有一部分服务器通过非标准的手段实现了持久连接，但服务器端不一定能够支持持久连接。毫无疑问，除了服务器端，客户端也需要支持持久连接。

管线化

持久连接使得多数请求以管线化（pipelining，所谓管线化就是一个接一个不停的发送，无需等待响应，这是一种http的异步化请求操作）方式成为可能。从前发送请求后需要等待并收到响应，才能发送下一个请求。管线化技术出现后，不用等待响应亦可直接发送下一个请求。
这样就能够做到同时并行发送多个请求，而不需要一个接一个地等待响应了。

比如，当请求一个包含10张图片的HTML Web页面，与挨个连接相比，用持久连接可以让请求更快结束。而管线化技术则比持久化连接还要快。请求数越多，时间差就越明显。

使用Cookie的状态管理

Cookie机制，无需再手动传参或者设置标记而是HTTP自身的状态管理机制，使用方便。

HTTP是无状态协议，它不对之前发送过的请求和响应的状态进行管理。也就是说，无法根据之前的状态进行本次的请求处理。
假设要求登录认证的Web页面本身无法进行状态的管理（不记录已登录的状态），那么每次跳转新页面就要再次登录认证，或者要在每次请求报文中附加参数来管理登录状态，比较麻烦。
不可否认，无状态协议当前有它的优点。由于不保存状态，自然可减少服务器的CPU及内存资源的消耗。从另一侧面来说，也正是因为HTTP协议本身是非常简单的，所以才会被应用在各种场景里。
保留无状态协议这个特征的同时又要解决类似的矛盾问题，于是引入了Cookie技术。Cookie技术通过在请求和响应报文中写入Cookie信息来控制客户端的状态。
Cookie会根据从服务器端发送的响应报文内的一个叫做Set-Cookie的首部字段信息，通知客户端保存Cookie。当下次客户端再往该服务器发送请求时，客户端会自动在请求报文中加入Cookie值后发送出去。
服务端发现客户端发送过来的Cookie后，会去检查究竟是从一个客户端发送来的连接请求，然后对比服务器上的记录，最后得到之前的状态信息。

上图展示了发生 Cookie 交互的情景， HTTP 请求报文和响应报文的内容如下。

请求报文（没有Cookie信息的状态）

GET /reader/ HTTP/1.1
Host: hackr.jp
*首部字段内没有Cookie的相关信息

响应报文（服务器端生成Cookie信息）

HTTP/1.1 200 OK
Date: Thu, 12 Jul 2012 07:12:20 GMT
Server: Apache
＜Set-Cookie: sid=1342077140226724; path=/; expires=Wed,
10-Oct-12 07:12:20 GMT＞
Content-Type: text/plain; charset=UTF-8

请求报文（客户端自动保存着Cookie信息）

GET /image/ HTTP/1.1
Host: hackr.jp
Cookie: sid=1342077140226724

Cookie原理、细节参考下面的《深入理解HTTP协议》。

参考

深入理解HTTP协议

文章由极客之音整理，本文链接：https://www.bmabk.com/index.php/post/100263.html

简单的HTTP协议-HTTP（二）

概述