《应用层HTTP协议》课件VIP

应用层HTTP协议HTTP协议是互联网应用层最常用的协议之一。它是客户端和服务器之间交互的标准，用于网页浏览、文件传输和数据交换等。WD课程目标了解HTTP协议理解HTTP协议的基本概念，掌握HTTP协议的工作原理。掌握HTTP报文格式学习HTTP请求消息和响应消息的结构，理解各字段的含义。熟悉HTTP方法和状态码掌握常用的HTTP方法和状态码，并能分析HTTP请求和响应。HTTP简介HTTP（超文本传输协议）是应用层协议，用于在客户端和服务器之间传输数据。HTTP使用TCP协议作为底层传输协议，建立可靠的连接，并通过请求和响应模式进行通信。HTTP主要用于web浏览器访问web服务器，获取网页、图片、视频等内容。HTTP的特点无状态每次请求都是独立的，服务器不保存之前的状态信息。应用层协议HTTP工作在TCP/IP协议栈的应用层，负责处理数据传输。文本协议HTTP消息使用文本格式，便于理解和调试，但数据传输效率较低。灵活的协议HTTP支持多种请求方法和响应状态码，可以满足各种应用需求。HTTP连接方式1非持久连接每个请求/响应都需要建立一个新的TCP连接。效率较低，但易于实现。2持久连接一个TCP连接可以处理多个请求/响应。提高效率，但需要额外的状态管理。3管道连接允许在同一连接上同时发送多个请求，并按顺序接收响应。进一步提升效率。HTTP请求消息格式HTTP请求消息用于向服务器发送请求，包含请求方法、URI、协议版本、请求头和请求体等信息。1起始行包含请求方法、请求URI和协议版本信息2请求头描述请求的附加信息，如内容类型、编码方式、缓存策略等3空行用于分隔请求头和请求体4请求体包含请求数据，如表单数据、文件上传等HTTP请求方法GET获取资源，不修改服务器数据。请求参数在URL中，安全性低。POST向服务器发送数据，修改服务器数据。请求参数在请求体中，安全性高。PUT完全替换服务器上的资源，要求请求体包含完整资源数据。DELETE删除服务器上的资源。URI与URL统一资源标识符URI是用于标识互联网资源的字符串。统一资源定位符URL是URI的一种特定形式，它提供访问资源的路径。HTTP响应消息格式1状态行包含HTTP版本、状态码和状态描述。2响应头包含服务器信息、响应内容类型和编码信息。3响应体包含服务器返回的实际数据内容。HTTP响应消息由状态行、响应头和响应体组成，用于向客户端提供请求结果的信息。HTTP响应状态码100信息性请求已接收，继续处理。200成功请求已成功处理。300重定向需要进一步操作以完成请求。400客户端错误请求有语法错误或无法完成。500服务器错误服务器遇到错误，无法完成请求。Cookie机制Cookie定义Cookie是网站服务器发送给客户端浏览器的一小段文本信息，存储在用户的计算机上。Cookie作用Cookie用于保存用户登录信息、购物车内容等，以便网站服务器在下次访问时识别用户。Cookie分类会话Cookie持久CookieCookie管理用户可以通过浏览器设置管理Cookie，包括禁用Cookie、删除Cookie等。Session机制Session简介Session是服务器端技术，用于跟踪用户在网站上浏览的各个页面。Session数据存储在服务器上，由唯一的SessionID标识。建立Session当用户首次访问网站时，服务器会创建一个新的Session，并生成一个SessionID，发送给用户浏览器。浏览器会将SessionID存储在Cookie中。Session数据存储服务器会将Session数据与SessionID关联，并在用户访问网站期间维护Session状态。Session使用用户在访问不同页面时，浏览器会将SessionID发送回服务器，以便服务器获取相应的Session数据。HTTP缓存1减少网络请求浏览器缓存数据副本，无需重复获取，提高页面加载速度。2减少服务器压力缓存减少服务器负载，降低带宽消耗，提高网站性能。3提升用户体验快速响应用户请求，提供流畅的浏览体验。代理服务器代理服务器定义代理服务器是作为客户端和目标服务器之间中介的服务器。代理服务器可以隐藏客户端的真实IP地址。代理服务器类型正向代理：代理客户端请求，例如公司内部网络访问互联网。反向代理：代理服务器端请求，例如负载均衡或安全防护。代理服务器作用加速网络访问，缓存常见请求，减少延迟。提高安全性，隐藏用户真实IP，防止攻击。网关网络连接网关连接不同的网络，例如内部网络和外部互联网。协议转换网关可以将不同网络的协议转换为统一的协议，例如TCP/IP协议。安全保障网关可以提供网络安全服务，例如防火墙和入侵检测系统。HTTP消息编码ASCII编码ASCII编码是美国标准信息交换码，用于表示英文字母、数字、标点符号等字符。UTF-8编码UTF-8编码是目前最常用的编码方式，支持所有语言字符，并与ASCII编码兼容。Base64编码Base64编码是将二进制数据转换成可打印字符的编码方式，常用于传输图片、音频等文件。持续传输机制数据传输效率HTTP/1.0协议中的连接是短连接，每个请求都需要建立连接，然后再关闭。这会导致传输效率降低，尤其是在传输大量数据时。长连接机制HTTP/1.1协议引入了长连接机制，即在客户端和服务器建立连接后，可以保持连接，直到客户端或服务器主动关闭连接。节省资源长连接机制可以减少建立连接的次数，从而节省网络资源，提高传输效率。保持连接长连接机制需要在请求头中添加"Connection:keep-alive"字段，告诉服务器保持连接。范围请求1定义范围请求允许客户端请求资源的特定部分，而不是整个资源。2请求头客户端在请求头中使用“Range”字段指定要请求的字节范围。3响应服务器响应包含请求的资源部分，以及“Content-Range”字段指示返回的字节范围。HTTP认证机制1基本认证发送用户名和密码进行验证，较为简单，但安全性较低。2摘要认证通过哈希算法对信息进行加密，提高了安全性。3数字证书认证使用数字证书验证身份，更加安全可靠。4OAuth认证第三方应用通过授权的方式访问用户的资源。HTTP安全性安全威胁HTTP协议本身没有加密机制，信息传输过程容易被窃取，攻击者可能截获用户的敏感信息。攻击者还可以伪造身份，发起恶意攻击，例如钓鱼网站、中间人攻击等。安全措施HTTPS协议使用SSL/TLS加密技术，对通信内容进行加密，提高安全性。使用安全的密码，避免使用弱密码，定期更改密码，降低密码被破解的风险。HTTP版本演进1HTTP/0.9最初版本，只支持GET请求2HTTP/1.0增加了POST请求、缓存等功能3HTTP/1.1引入了持久连接、管道化等优化4HTTP/2使用二进制帧格式，提高传输效率HTTP协议不断改进，以适应不断变化的互联网需求。HTTP版本演进是持续优化网络性能、安全性、功能性的过程。HTTPS协议介绍HTTPS协议是在HTTP协议的基础上增加了SSL/TLS安全层。它使用加密技术对传输数据进行保护，以确保数据在传输过程中不被窃取或篡改。HTTPS协议使用证书机制来验证服务器的身份，并建立安全连接。它在HTTP协议的基础上增加了SSL/TLS安全层，使用加密技术保护数据传输，确保数据不被窃取或篡改。HTTPS握手过程1客户端发起连接请求客户端向服务器发送一个HTTPS连接请求，并提供一个随机数作为初始密钥。2服务器响应证书服务器将自己的证书信息发送给客户端，包括公钥、颁发机构和有效期。3客户端验证证书客户端验证证书的有效性，并使用证书中的公钥加密随机数，并将加密后的随机数发送给服务器。4服务器解密随机数服务器使用私钥解密客户端发送的加密随机数，并用随机数生成一个新的对称密钥。5服务器加密对称密钥服务器使用客户端的公钥加密新的对称密钥，并将加密后的密钥发送给客户端。6客户端解密对称密钥客户端使用自己的私钥解密服务器发送的加密对称密钥，双方开始使用这个对称密钥进行安全通信。HTTPS密钥管理密钥生成HTTPS协议使用公钥和私钥来保证通信安全，生成密钥对是HTTPS密钥管理的首要步骤。密钥存储HTTPS密钥需要安全存储，防止被窃取或篡改。常用的密钥存储方式包括硬件安全模块（HSM）和密钥管理系统。密钥交换HTTPS协议采用非对称加密技术，在建立连接时需要进行密钥交换，以确保安全通信的建立。证书管理HTTPS证书包含公钥信息，需要定期更新，保证证书有效性。HTTPS证书机制证书类型证书类型包括域名证书、企业证书和代码签名证书。选择适合您需求的证书类型可以确保网站的安全性和可信度。证书颁发机构证书颁发机构（CA）负责验证网站身份并颁发证书。选择信誉良好的CA可以提高网站的安全性。证书内容证书包含网站域名、证书颁发机构信息、有效期等信息。证书验证网站身份，并证明网站的安全性和可信度。证书管理证书需要定期更新，避免过期失效。证书管理需要确保证书的有效性和安全性，保障网站的安全运行。HTTP/2协议多路复用HTTP/2采用多路复用技术，允许在一个TCP连接上同时发送多个请求和响应，提高传输效率。二进制帧HTTP/2使用二进制帧来传输数据，取代了HTTP/1.1的文本格式，提高解析效率，并支持更灵活的数据压缩。首部压缩HTTP/2对重复的首部字段进行压缩，减少网络传输的字节数，加快页面加载速度。服务器推送服务器可以主动推送资源到客户端，即使客户端没有请求，提升网页性能，减少延迟。HTTP/2与HTTP/1.1对比HTTP/1.1HTTP/2HTTP/2相对于HTTP/1.1，在性能方面有了显著提升，主要得益于多路复用、头部压缩、服务器推送等新特性。WebSocket协议全双工通信WebSocket协议使用单一的TCP连接，支持全双工通信，客户端和服务器可以在任何时间点发送或接收数据。实时性强WebSocket协议可以实现实时通信，例如实时聊天、实时游戏、实时数据更新等。高效性高WebSocket协议相比HTTP协议，可以减少通信开销，提高效率，尤其适用于需要频繁通信的应用场景。RESTful架构风格资源RESTfulAPI将所有网络资源视为资源，每个资源对应唯一的URI。例如，用户资源可以用/users表示，而用户帖子资源可以用/users/{userId}/posts表示。HTTP方法RESTfulAPI使用标准的HTTP方法来操作资源，例如GET、POST、PUT、DELETE。GET用于获取资源，POST用于创建资源，PUT用于更新资源，DELETE用于删除资源。无状态性RESTfulAPI要求所有请求都是独立的，服务器不会保存任何与客户端有关的状态信息。每个请求都包含所有必要的信息，服务器根据请求