HTTP 协议基础：Web 通信的语言与核心机制

什么是 HTTP？

HTTP（HyperText Transfer Protocol，超文本传输协议）是 Web 世界中最重要的通信协议。它定义了浏览器和服务器之间如何交换信息。

用生活类比理解 HTTP

想象你去餐厅点餐：

你（浏览器）：你好，我要一份意大利面（发送请求）
服务员（HTTP 协议）：收到，我去传达给厨房（传输请求）
厨房（服务器）：好的，这是做好的意大利面（准备响应）
服务员（HTTP 协议）：这是您的意大利面（传输响应）
你（浏览器）：收到，开始享用（接收并处理）

在这个过程中：

请求：你想要什么（请求内容）
响应：餐厅给你什么（响应内容）
协议：点餐的规则和流程（通信规范）

HTTP 的特点

1. 无状态（Stateless）

HTTP 本身不记忆之前的交互：

每次请求都是独立的
服务器不会自动记住你是谁
就像每次点餐都要重新告诉服务员你要什么

解决方案：

Cookie：在浏览器中存储小数据
Session：在服务器中存储用户会话
Token：使用令牌标识用户身份

2. 基于请求-响应模型

客户端主动发起请求
服务器被动响应请求
服务器不能主动推送信息（除非使用 WebSocket 等其他技术）

3. 基于 TCP/IP 协议

HTTP 建立在可靠的 TCP 连接之上
保证数据传输的完整性和顺序
数据包丢失会自动重传

4. 灵活可扩展

可以传输任何类型的数据（HTML、JSON、图片、视频等）
通过 Header 传递额外信息
支持内容协商（客户端和服务器协商数据格式）

HTTP 请求

请求的组成部分

一个完整的 HTTP 请求包含三个部分：

1. 请求行（Request Line）

GET /products/laptop HTTP/1.1

包含：

请求方法：GET（想要做什么）
请求路径：/products/laptop（请求哪个资源）
协议版本：HTTP/1.1（使用哪个版本的 HTTP）

2. 请求头（Request Headers）

Host: www.example.com
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64)
Accept: text/html,application/json
Accept-Language: zh-CN,en
Cookie: sessionId=abc123

包含请求的元数据：

Host：目标服务器域名
User-Agent：浏览器/客户端信息
Accept：客户端能接受的内容类型
Accept-Language：首选语言
Cookie：之前存储的 cookie 数据

3. 请求体（Request Body）

只在某些请求方法中存在（如 POST、PUT），包含要发送给服务器的数据：

json

{
  "username": "john",
  "email": "[email protected]",
  "age": 28
}

常用的 HTTP 请求方法

HTTP 定义了多种请求方法（也叫 HTTP 动词），每种方法有不同的语义：

GET - 获取资源

最常用的方法，用于获取数据：

获取网页内容
查询数据
下载文件

特点：

数据通过 URL 传递（查询参数）
幂等性：多次请求结果相同
可以被缓存
会被浏览器记录在历史中
不应该用于修改数据

示例：

GET /api/users?page=1&limit=10

获取第 1 页的 10 个用户

POST - 创建资源

用于提交数据，创建新资源：

提交表单
上传文件
创建新记录

特点：

数据在请求体中
非幂等：多次请求可能创建多个资源
不会被缓存
不会保存在历史记录中
更安全（数据不在 URL 中）

示例：

POST /api/users
Content-Type: application/json

{
  "name": "Jane Smith",
  "email": "[email protected]"
}

创建一个新用户

PUT - 更新资源

用于更新已存在的资源：

更新用户信息
修改文章内容

特点：

完整替换资源
幂等性：多次请求结果相同
需要提供完整的资源数据

示例：

PUT /api/users/123
Content-Type: application/json

{
  "name": "Jane Doe",
  "email": "[email protected]",
  "age": 30
}

更新 ID 为 123 的用户的所有信息

PATCH - 部分更新

用于部分更新资源：

只修改某些字段

特点：

只需提供要修改的字段
比 PUT 更节省带宽

示例：

PATCH /api/users/123
Content-Type: application/json

{
  "email": "[email protected]"
}

只更新邮箱字段

DELETE - 删除资源

用于删除资源：

删除用户
删除文章
删除订单

特点：

幂等性：删除后再删除，结果相同（资源不存在）
通常不需要请求体

示例：

DELETE /api/users/123

删除 ID 为 123 的用户

HEAD - 获取头部

与 GET 类似，但只返回响应头，不返回响应体：

检查资源是否存在
获取资源的元信息（大小、修改时间）
检查链接是否有效

OPTIONS - 获取支持的方法

查询服务器支持哪些 HTTP 方法：

用于 CORS 预检请求
了解 API 的功能

请求方法的使用场景对比

方法	用途	幂等性	安全性	缓存
GET	查询数据	✅	✅	✅
POST	创建数据	❌	❌	❌
PUT	完整更新	✅	❌	❌
PATCH	部分更新	❌	❌	❌
DELETE	删除数据	✅	❌	❌

幂等性：多次操作结果相同
安全性：不会修改服务器数据
缓存：响应可以被缓存

HTTP 响应

响应的组成部分

服务器返回的响应也包含三个部分：

1. 状态行（Status Line）

HTTP/1.1 200 OK

包含：

协议版本：HTTP/1.1
状态码：200（请求结果）
状态描述：OK（状态说明）

2. 响应头（Response Headers）

Content-Type: text/html; charset=utf-8
Content-Length: 1234
Cache-Control: max-age=3600
Set-Cookie: sessionId=xyz789
Server: nginx/1.18.0

包含响应的元数据：

Content-Type：响应内容的类型
Content-Length：内容长度（字节）
Cache-Control：缓存控制
Set-Cookie：要求浏览器存储 cookie
Server：服务器软件信息

3. 响应体（Response Body）

实际的响应内容：

html

<!DOCTYPE html>
<html>
  <head>
    <title>Welcome</title>
  </head>
  <body>
    <h1>Hello, World!</h1>
  </body>
</html>

HTTP 状态码

状态码告诉客户端请求的结果，分为 5 大类：

1xx - 信息响应（Informational）

临时响应，较少使用：

100 Continue：继续发送请求的剩余部分
101 Switching Protocols：切换协议（如升级到 WebSocket）

2xx - 成功响应（Success）

请求成功处理：

200 OK：最常见，请求成功
201 Created：资源创建成功（常用于 POST）
204 No Content：成功但无内容返回（常用于 DELETE）
206 Partial Content：部分内容（用于断点续传）

3xx - 重定向（Redirection）

需要进一步操作：

301 Moved Permanently：永久重定向
- 网站更换域名
- 搜索引擎会更新索引
302 Found：临时重定向
- 临时页面跳转
- 搜索引擎不会更新索引
304 Not Modified：资源未修改，使用缓存
- 节省带宽
- 加快加载速度
307 Temporary Redirect：临时重定向（保持请求方法不变）
308 Permanent Redirect：永久重定向（保持请求方法不变）

4xx - 客户端错误（Client Error）

请求有问题：

400 Bad Request：请求格式错误
- 参数缺失
- JSON 格式错误
401 Unauthorized：未认证
- 需要登录
- Token 无效
403 Forbidden：无权限
- 已登录但权限不足
- IP 被封禁
404 Not Found：资源不存在
- URL 错误
- 资源已删除
405 Method Not Allowed：方法不允许
- 对只读 API 使用 POST
409 Conflict：请求冲突
- 重复提交
- 数据版本冲突
429 Too Many Requests：请求过多
- 被限流
- 超过 API 调用次数

5xx - 服务器错误（Server Error）

服务器处理失败：

500 Internal Server Error：服务器内部错误
- 代码 bug
- 未处理的异常
502 Bad Gateway：网关错误
- 上游服务器错误
- 代理服务器无法连接
503 Service Unavailable：服务不可用
- 服务器维护
- 服务器过载
504 Gateway Timeout：网关超时
- 上游服务器响应太慢

常见状态码使用场景

成功场景：

浏览器：GET /products
服务器：200 OK（返回产品列表）

浏览器：POST /products（创建新产品）
服务器：201 Created（产品创建成功）

浏览器：DELETE /products/123
服务器：204 No Content（删除成功，无内容返回）

重定向场景：

浏览器：GET /old-page
服务器：301 Moved Permanently
        Location: /new-page
浏览器自动跳转到新页面

错误场景：

浏览器：GET /api/users（未登录）
服务器：401 Unauthorized（需要先登录）

浏览器：GET /not-exist
服务器：404 Not Found（页面不存在）

浏览器：POST /admin/delete（普通用户）
服务器：403 Forbidden（无权限）

HTTPS：安全的 HTTP

为什么需要 HTTPS？

普通的HTTP 是明文传输的，就像在明信片上写信，任何人都能看到内容：

HTTP 的安全问题：

窃听：第三方可以截获并查看数据
篡改：数据可能在传输过程中被修改
冒充：无法确认服务器的真实身份

HTTPS 解决了这些问题：

加密：数据经过加密，无法直接阅读
完整性：检测数据是否被篡改
认证：通过证书验证服务器身份

HTTPS 如何工作？

HTTPS = HTTP + SSL/TLS

SSL/TLS（安全套接层/传输层安全）提供加密通道：

建立连接的过程（简化版）：

浏览器请求连接

浏览器：你好，我想建立安全连接

服务器发送证书

服务器：这是我的证书，证明我的身份
证书包含：
  - 网站信息
  - 公钥
  - 证书颁发机构签名

浏览器验证证书

浏览器检查：
  ✓ 证书是否由可信机构颁发？
  ✓ 证书是否在有效期内？
  ✓ 证书域名是否匹配？

协商加密方式

浏览器和服务器：
  - 选择加密算法
  - 生成会话密钥

开始加密通信

之后的所有通信都使用会话密钥加密

HTTPS 的优势

安全性：

数据加密传输
防止中间人攻击
验证服务器身份

信任度：

浏览器显示锁图标
用户更信任 HTTPS 网站
搜索引擎给予更高排名

功能支持：

许多现代 Web API 要求 HTTPS
PWA（渐进式 Web 应用）必须使用 HTTPS
HTTP/2 协议要求 HTTPS

HTTP vs HTTPS 对比

特性	HTTP	HTTPS
安全性	明文传输	加密传输
端口	80	443
证书	不需要	需要 SSL/TLS 证书
速度	快一点点	慢一点点（加密开销）
SEO	普通	搜索引擎优先
成本	免费	证书有免费和付费

现代 Web 开发强烈推荐使用 HTTPS，免费证书服务（如 Let's Encrypt）让 HTTPS 普及变得容易。

HTTP 版本演进

HTTP/1.0（1996 年）

特点：

每个请求需要建立新的 TCP 连接
连接完成后立即关闭

问题：

性能差：频繁建立连接开销大
不支持持久连接

HTTP/1.1（1997 年）

改进：

持久连接：一个 TCP 连接可以发送多个请求
管道化：可以同时发送多个请求（但响应仍需按顺序）
分块传输：支持流式传输
缓存控制：更强大的缓存机制

仍存在的问题：

队头阻塞：前面的请求阻塞后面的请求
头部冗余：每次请求都发送重复的头部信息

HTTP/2（2015 年）

重大改进：

二进制协议：更高效的解析
多路复用：同一连接可以并行处理多个请求
头部压缩：减少冗余数据
服务器推送：服务器可以主动推送资源

优势：

显著提升性能
减少延迟
更好的资源利用

HTTP/3（2022 年）

基于 QUIC 协议：

建立在 UDP 之上（而非 TCP）
更快的连接建立
更好的拥塞控制
改善的移动网络体验

总结

HTTP 协议核心要点：

HTTP 是 Web 通信的基础：定义了浏览器和服务器如何交换信息
请求-响应模型：客户端发起请求，服务器返回响应
多种请求方法：
- GET：查询数据
- POST：创建数据
- PUT/PATCH：更新数据
- DELETE：删除数据
状态码传达结果：
- 2xx：成功
- 3xx：重定向
- 4xx：客户端错误
- 5xx：服务器错误
HTTPS 保障安全：通过 SSL/TLS 加密，保护数据传输
协议持续演进：从 HTTP/1.0 到 HTTP/3，性能不断提升

实践建议：

使用浏览器开发者工具的 Network 面板观察 HTTP 请求
理解不同状态码的含义，便于调试问题
现代 Web 开发优先使用 HTTPS
根据操作类型选择合适的 HTTP 方法
关注 HTTP/2 和 HTTP/3 带来的性能提升

HTTP 协议基础：Web 通信的语言与核心机制 ​

什么是 HTTP？ ​

用生活类比理解 HTTP ​

HTTP 的特点 ​

HTTP 请求 ​

请求的组成部分 ​

常用的 HTTP 请求方法 ​

请求方法的使用场景对比 ​

HTTP 响应 ​

响应的组成部分 ​

HTTP 状态码 ​

常见状态码使用场景 ​

HTTPS：安全的 HTTP ​

为什么需要 HTTPS？ ​

HTTPS 如何工作？ ​

HTTPS 的优势 ​

HTTP vs HTTPS 对比 ​

HTTP 版本演进 ​

HTTP/1.0（1996 年） ​

HTTP/1.1（1997 年） ​

HTTP/2（2015 年） ​

HTTP/3（2022 年） ​

总结 ​