一、什么是HTTP？

Hypertext Transfer Protocol（HTTP）协议（RFC7230）
一种无状态的、应用层、以请求/应答方式运行的协议，它使用可扩展的语义和自描述消息格式，与基于网络的超文本信息系统灵活的互动。

二、HTTP请求行与响应行

请求行格式（ABNF方式描述）

Request-line = method SP request-target SP HTTP-version CRLF

HTTP常见方法（RFC7231）

GET：主要的获取信息方法，大量的性能优化都针对该方法，幂等方法
HEAD：类似GET方法，但服务器不发送BODY，用以获取HEAD元数据，幂等方法
POST：常用于提交HTML FORM表单、新增资源等
PUT：更新资源，带条件时是幂等方法
DELETE：删除资源，幂等方法
CONNECT：建立tunnel隧道
OPTIONS：显示服务器对访问资源支持的方法，幂等方法
TRACE：回显服务器收到的请求，用于定位问题。有安全风险

Request-target

origin-form：后端请求资源的路径，为空时传递/
absolute-form：用于正向代理
authority-form：用于CONNECT方法
asterisk-form：用于OPTIONS方法

HTTP-version 版本号发展历史

HTTP/0.9：只支持GET，已过时
HTTP/1.0：RFC1945，1996，常见使用于代理服务器（例如NGINX默认配置）
HTTP/1.1：RFC2616，1999
HTTP/2.0：2015.5 正式发布

响应行格式（ABNF方式描述）

Status-line = HTTP-version SP status-code SP reason-phrase CRLFstatus-code = 3DIGITReason-phrase=*（HTAB/SP/VCHAR/obs-text）

Status-code（响应码）分类

响应码规范：RFC6585（2012.4） RFC7231 （2014.6）
1xx：请求已经收到，需要进一步处理才能完成，HTTP1.0不支持

100 Continue：上传大文件前使用
- 由客户端发起请求中携带Expect：100-continue 头部触发
101 Switch Protocols：协议升级使用
- 由客户端发起请求中携带Upgrade：头部触发，如升级websocket或者http/2.0
102 Processing：WedDAV请求可能包含许多设计文件操作的子请求，需要很长时间才能完成请求。该代码表示服务器已经收到并正在处理请求，但无响应可用。这样可以防止客户端超时，并假设请求丢失。

2xx：成功处理请求

200 OK：成功返回响应
201 Created：有新资源在服务器端被成功创建
202 Accepted：服务器接收并开始处理请求，但请求未处理完成。这样一个模糊的概念是有意如此设计，可以覆盖更多的场景。例如异步‘需要长时间处理的任务。
203 Non-Authoritative Information：当代理服务器修改了 origin server 的原始响应包体时（例如更换了HTML中的元素值），代理服务器可以通过修改200为203的方式告知客户端这一事实，方便客户端为这一行为作出相应的处理。203响应可以被缓存。
204 No Content：成功执行了请求且不携带响应包体，并暗示客户端无需更新当前的页面视图
205 Reset Content：成功执行了请求且不携带响应包体，同时指明客户端需要更新当前页面视图
206 Partial Content：使用range协议时返回部分响应内容时的响应码
207 Multi-Status：RFC4918 ，在WEBDAV协议中以XML返回多个资源的状态
208 Already Reported：RFC5842，为避免相同集合下资源在207响应码下重复上报，使用208可以使用父集合的响应码

3xx：重定向使用Location指向的资源或者缓存中的资源。在RFC2068中规定客户端重定向次数不应超过5次，以防止死循环

300 Multiple Choices：资源有多种表述，通过300返回给客户端后由其自行选择访问哪一种表述。由于缺少明确的细节，300很少使用
301 Moved Permanently：资源永久性的重定向到另一个URI中
302 Found：资源临时的重定向到另一个URI中
303 See Other：重定向到其他资源，常用于POST/PUT等方法的响应中
304 Not Modified：当客户端拥有可能过期的缓存时，会携带缓存的标识etag、时间等信息询问服务器缓存是否仍可复用，而304是告诉客户端可以复用缓存
307 Temporary Redirect：类似302，但明确重定向后请求方法必须与原请求方法相同，不得改变
308 Permanent Redirect：类似301，但明确重定向后请求方法必须与原请求方法相同，不得改变

4xx：客户端出现错误

400 Bad Request：服务器认为客户端出现了错误，但不能明确判断为以下哪种错误时使用此错误码。例如HTTP请求格式错误
401 Unauthorized：用户认证信息缺失或者不正确，导致服务器无法处理请求
407 Proxy Authentication Required：对需要经由代理的请求，认证信息未通过代理服务器的验证
403 Forbidden：服务器理解请求的含义，但没有权限执行此请求
404 Not Found：服务器没有找到对应的资源
410 Gone：服务器没有找到对应的资源，且明确的知道该位置永久性找不到该资源
405 Method Not Allowed：服务器不支持请求行中的method方法
406 Not Acceptable：对客户端指定的资源表述不存在（例如对语言或者编码有要求），服务器返回表述列表供客户端选择
408 Request Timeout：服务器接收请求超时
409 Conflict：资源冲突，例如上传文件时目标位置已经存在版本更新的资源
411 Length Required：如果请求含有包体且未携带Content-Length头部，且不属于chunk类请求时，返回411
412 Precondition Failed：复用缓存时传递的If-Unmodified-Since或If-None-Match头部不被满足
413 Payload Too Large/Request Entity Too Large：请求的包体超出服务器能处理的最大长度
414 URI Too Long：请求的URI超出服务器能接受的最大长度
415 Unsupported Media Type：上传的文件类型不被服务器支持
416 Range Not Satisfiable：无法提供Range 请求中指定的那段包体
417 Expectation Failed：对于Expect请求头部期待的情况无法满足时的响应码
421 Misdirected Request：服务器认为这个请求不该发给它，因为他没有能力处理
426 Upgrade Required：服务器拒绝基于当前HTTP协议提供服务，通过Upgrade头部告知客户端必须升级协议才能继续处理
428 Precondition Required：用户请求中缺失了条件类头部，例如If-Match
429 Too Many Requests：客户端发送请求的速率过快
431 Request Header Fields Too Large：请求的HEADER头部大小超过限制
451 Unavailable For Legal Reasons： RFC7725，由于法律原因资源不可访问

5xx：服务器端出现错误

500 Internal Server Error：服务器内部错误，且不属于以下错误类型
501 Not Implemented：服务器不支持实现请求所需要的功能
502 Bad Gateway：代理服务器无法获取到合法响应
503 Service Unavailable：服务器资源尚未准备好处理当前请求
504 Gateway Timeout：代理服务器无法及时的从上游获得响应
505 HTTP Version Not Supported：请求使用的HTTP协议版本不支持
507 Insufficient Storage：服务器没有足够的空间处理请求
508 Loop Detected：访问资源是检测到循环
511 Network Authentication Required：代理服务器发现客户端需要进行身份验证才能获得网络访问权限

三、HTTP/1.1

1、connection头部

connection：keep-alive 长连接（HTTP/1.1默认使用长连接，keep-alive无意义）
connection：close 短连接

2、host头部

HTTP/1.1规范要求，不传递Host头部则返回400错误响应码
host头部用于http消息在服务器端路由
Host头部与消息的路由

1、建立TCP连接确定服务器的IP地址
2、接收请求
3、寻找虚拟主机匹配Host头部与域名
4、寻找URI的处理代码匹配URI
5、执行处理请求的代码访问资源
6、生成HTTP响应各中间件基于PF架构串行修改响应
7、发送HTTP响应
8、记录访问日志

3、代理服务器转发消息时的头部

X-Forwarded-For：用于代理服务器传递IP
X-Real-IP：用于传递用户IP
Max-Forwards：限制Proxy代理服务器的最大转发次数，仅对TRACE/OPTIONS方法有效
Via：指明经过的代理服务器名称及版本
Cache-Control：禁止代理服务器修改响应包体

4、请求与响应上下文头部

User-Agent：指明客户端的类型信息，服务器可以据此对资源的表述做抉择
Referer：浏览器对来自某一页面的请求自动添加的头部
From：主要用于网络爬虫，告诉服务器如何通过邮件联系到爬虫的负责人
Server：指明服务器上所用软件的信息，用于帮助客户端定位问题或统计数据
Allow：告诉客户端，服务器上该URI对应的资源允许哪些方法的执行
Accept-Ranges：告诉客户端服务器上该资源是否允许range请求（允许服务器基于客户端的请求只发送响应包体的一部分给到客户端，而客户端自动将多个片段的包体组合成完整的体积更大的包体）

5、内容协商与资源表述

Accept-Encoding：内容编码，主要指压缩算法协商
Accept-Language：语言协商
Content-type：资源表述，媒体类型、编码
Content-encoding：资源表述，内容编码
Content-Language：资源表述，语言

6、HTTP包体传输头部

Content-Length：使用Content-Length头部明确指出包体长度
Transfer-Encoding：指明使用Chunk 传输方式，含Transfer-Encoding 头部后Content-Length头部应被忽略
TE头部：客户端在请求在声明是否接受Trailer头部
Trailer头部：服务器告知接下来chunk包体会传输哪些Trailer头部

        以下头部不允许出现在Trailer 的值中：用于信息分帧的首部（例如Transfer-Encoding 和Content-Length）用于路由用途的首部（例如Host）请求修饰首部（例如控制类和条件类的，如Cache-Control， Max-Forwards， 或者TE）身份验证首部（例如Authorization或者Set-Cookie）Content-Encoding， Content-Type， Content-Range， 以及Trailer 自身

7、Content-Disposition 头部（RFC6266）

disposition-type =" inline"|" attachment"| disp-ext-type
inline：指定包体是以inline 内联的方式，作为页面的一部分展示
attachment：指定浏览器将包体以附件的方式下载
在multipart/form-data类型应答中，可以用于子消息体部分

8、Cookie与Set-Cookie头部

Cookie-header：Cookie头部中可以存放多个name/value 名值对
Set-Cookie：Set-Cookie头部一次只能传递1个name/value名值对，响应中可以包含多个头部

9、跨域请求资源请求头部

Access-Control-Request-Method：在preflight预检请求（OPTIONS）中，告知服务器接下来的请求会使用哪些方法
Access-Control-Request-Headers：在preflight预检请求（OPTIONS）中，告知服务器接下来的请求会传递哪些头部

10、跨域请求资源响应头部

Access-Control-Allow-Methods：在preflight预检请求的响应中，告知客户端后续请求允许使用的方法
Access-Control-Allow-Headers：在preflight预检请求的响应中，告知客户端后续请求允许携带的头部
Access-Control-Max-Age：在preflight预检请求的响应中，告知客户端该响应的信息可以缓存多久
Access-Control-Expose-Headers：告知浏览器哪些响应头部可以供客户端使用，默认情况下只有Cache-Control.、Content-Language、Content-Type、Expires、 Last-Modified、Pragma 可供使用
Access-Control-Allow-Origin：告知浏览器允许哪些域访问当前资源， *表示允许所有域。为避免缓存错乱，响应中需要携带Vary： Origin
Access-Control-Allow-Credentials：告知浏览器是否可以将Credentials暴露给客户端使用，Credentials包含cookie、 authorization类头部、TLS证书等。

11、验证器响应头部

Etag：给出当前资源表述的标签
Last-Modified：表示对应资源表述的上次修改时间

12、验证请求与响应头部

验证请求
若缓存响应中含有Last-Modified头部

If-Unmodified-Since
If-Modified-Since
If-Range

若缓存响应中含有Etag头部

If-None-Match
If-Match
If-Range

13、缓存相关头部

Age：Age表示自源服务器发出响应（或者验证过期缓存），到使用缓存的响应发出时经过的秒数
Cache-Control：缓存控制头部
Cache-Control头部在请求中的值

Max-age：告诉服务器，客户端不会接受Age超出max-age秒的缓存
Max-stale：告诉服务器，即使缓存不再新鲜，但陈旧秒数没有超出max-stale时，客户端扔打算使用。若max-stale后没有值，则表示无论过期多久客户端都可使用
Min-fresh：告诉服务器，Age至少经过min-fresh秒后缓存才可使用
No-cache：告诉服务器，不能直接使用已有缓存作为响应返回，除非带着缓存条件到上游服务端得到304验证返回码才可使用现有缓存
No-store：告诉各代理服务器不要对该请求的响应缓存（实际有不少不遵守该规定的代理服务器）
No-transform：告诉代理服务器不要修改消息包体的内容
Only-if-cached：告诉服务器仅能返回缓存的响应，否则若没有缓存则返回504错误码

Cache-Control头部在响应中的值

Must-revalidate：告诉客户端一旦缓存过期，必须向服务器验证后才可使用
Proxy-revalidate：与Must-revalidate类似，但它仅对代理服务器的共享缓存有效
No-cache：告诉客户端不能直接使用缓存的响应，使用前必须在源服务器验证得到304返回码。如果no-cache后指定头部，则若客户端的后续请求及响应中不含有这些头则可直接使用缓存
Max-age：告诉客户端缓存Age超出max-age秒后则缓存过期
S-maxage：与max-age相似，但仅对共享缓存，且优先级高于max-age和Expires
public：表示无论私有缓存或者共享缓存，皆可将该响应缓存
private：表示该响应不能被代理服务器作为共享缓存使用。若private后指定头部，则在告诉代理服务器不能缓存指定的头部，但可缓存其他部分
No-store：告诉所有下游节点不能对响应进行缓存
No-transform：告诉代理服务器不能修改消息包体的内容

14、重定向头部

Location ：当浏览器接收到重定向响应码时，需要读取响应头部Location头部的值，获取到新的URI再跳转访问该页面

参考文章：http://taohui.pub/

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