计算机基础

HTTP（超文本传输协议）是 Web 上交换数据的基础协议，随着 Web 技术的发展，HTTP 也经历了多个版本的迭代。下面我会详细介绍 HTTP 1.0、1.1 和 2.0 这三个版本的区别：

### HTTP 1.0

- **无状态连接**：HTTP 1.0 是无状态的，也就是说每次请求都需要建立一个新的TCP连接，完成数据传输后连接就会关闭。这种方式在每次请求都需要经历 TCP 连接的建立和断开过程，导致性能上的不足。

- **限制性能**：由于每次请求都要建立新的连接，所以并发多个请求会导致大量的延迟和性能问题。

- **无宿主名（Host）字段**：HTTP 1.0 不支持 Host 头部。这意味着同一个物理服务器上无法托管多个域名的网站。

### HTTP 1.1

- **持久连接**：HTTP 1.1 默认采用持久连接（也称为“keep-alive”），允许在一个TCP连接上发送和接收多个HTTP请求/响应，从而减少了TCP连接的开销。

- **管线化**：HTTP 1.1 引入了请求的管线化，理论上客户端可以在收到前一个响应之前发送下一个请求，减少了请求的延迟。但实际上，由于某些浏览器和服务器的实现问题，这个特性并未广泛使用。

- **新增头部字段**：例如 Host（它允许在同一物理服务器上虚拟托管多个域名）、Etag（实体标签，可以协助缓存验证）、Accept-Encoding（指定客户端可以接收的内容编码类型）等。

- **缓存控制**：更复杂和灵活的缓存控制机制，使得客户端和服务器可以更有效地协商数据的缓存，减少不必要的数据传输。

- **分块传输编码**：允许服务器开始发送响应而不需要先知道全部内容的总大小。

### HTTP 2.0

- **二进制协议**：HTTP/1.x 是文本协议，而 HTTP/2 是二进制协议，提供了更高效的解析和网络传输。

- **多路复用**：在同一个连接上并行交错地发送多个请求和响应，而不会互相影响，极大地提高了传输效率和减少了延迟。

- **流优先级**：可以为 HTTP/2 连接上的流设置优先级，允许更重要的资源先被发送。

- **服务器推送**：服务器可以对一个客户端请求发送多个响应，允许服务器主动推送资源给客户端，进一步提升页面加载效率。

- **头部压缩**：HTTP/2 引入了 HPACK 压缩格式，用于减小头部大小，以减少传输延迟。

举例来说，一个明显的性能改进是在使用HTTP/2时浏览一个网站：由于多路复用和头部压缩等特性，相比于 HTTP/1.1，网页的加载时间可以显著减少，尤其是在网络条件较差或加载资源较多的场景下。此外，HTTP/2 的服务器推送功能允许服务器预先推送静态资源，比如 CSS 或 JavaScript 文件，这可以进一步提高加载速度，因为浏览器不必等待解析 HTML 再去请求这些资源。

WebSocket 和 HTTP 都是网络协议，它们在 Web 应用中承担着数据交换的角色，但是它们在设计上有着根本的差别，满足不同的应用场景。

### HTTP 协议

HTTP（HyperText Transfer Protocol）是一种无状态的请求/响应协议，通常用于客户端和服务器之间的传统网页数据传输。它在 1991 年被发明，用来在互联网上传输超文本（HTML 文档），并随着时间进化到现在的 HTTP/1.1 和 HTTP/2 版本。

**特点：**
1. **无状态**: 每次请求之间相互独立，服务器不保存之前的请求信息。
2. **请求/响应模式**: 客户端发送请求，服务器响应该请求，完成一次交互。
3. **短连接**: 传统的 HTTP/1.1 协议在每次请求完成后都会关闭连接（虽然现在有持久连接的选项`Connection: keep-alive`）。
4. **不双向**: 客户端发起请求，服务器响应，服务器不能主动向客户端发送消息。

**例子：**
一个典型的 HTTP 交互场景是，用户在浏览器中点击一个链接，浏览器发送一个 HTTP GET 请求到服务器，服务器处理请求并返回一个 HTML 页面，浏览器接收并显示给用户。

### WebSocket 协议

WebSocket 是一个相对较新的协议，它在 2011 年成为国际标准。WebSocket 协议旨在通过单个长期连接提供全双工通信渠道，以支持实时和双向交互。

**特点：**
1. **全双工**: 客户端和服务器都可以随时向对方发送消息，无需等待响应。
2. **长连接**: 一旦客户端和服务器之间的 WebSocket 连接打开，它将保持打开状态，直到任何一方显式关闭。
3. **低延迟**: 数据包头部信息少，减少了发送消息的开销，适合需要快速通信的场景。

**例子：**
在一个实时聊天应用中，服务器可以在接收到一条新消息时立即将其推送给所有连接的客户端，而客户端也可以随时发送消息给服务器。所有这些通信都是在同一个 WebSocket 连接上完成的，并且可以非常迅速地进行。

### 总结

总得来说，WebSocket 通常用于需要服务器和客户端进行实时、双向和交互式通信的应用（如在线游戏、实时聊天室和协作工具），而 HTTP 更适合于传统的请求/响应模式的应用，比如网页浏览等。

WebSocket 与 HTTP 的主要区别在于其持久的连接和低延迟的通信能力。虽然它们可以在相同的端口上运行（WebSocket 常常在 HTTP 的基础上握手建立连接，然后升级到 WebSocket 协议），但它们的设计目标和优化点大相径庭。

WebSocket和HTTP协议有什么区别？

HTTP (HyperText Transfer Protocol) 是用于分布式、协作式、超媒体信息系统的应用层协议。它是互联网上数据通信的基础。其数据传输流程大致如下：

1. **建立连接**：

   - **客户端到服务器的连接**：当用户通过浏览器或应用程序请求一个网页时，浏览器首先需要与服务器建立连接。在HTTP/1.1协议中，每次请求通常都会创建一个新的TCP连接，而在HTTP/2中，多个请求可以在同一个连接上复用。
2. **发送请求**：

   - **组建HTTP请求**：客户端（如浏览器）会创建一个HTTP请求消息，这个消息包括请求行（包括请求方法如GET或POST，请求的资源路径，以及HTTP版本），请求头部（包括各种元数据如Accept, User-Agent, Host等），以及请求正文（通常在POST请求中携带数据）。
   - **发送请求到服务器**：客户端将这个请求通过TCP连接发送给服务器。
3. **服务器处理请求**：

   - **服务器解析请求**：服务器接收请求消息，并解析请求行和头部，确定请求的资源和操作。
   - **处理请求**：服务器根据请求类型，调用相关的服务或脚本，如数据库查询、文件读取等，来处理这个请求。
4. **发送响应**：

   - **组建HTTP响应**：服务器处理完请求后，会创建一个HTTP响应消息，包括状态行（HTTP版本，状态码，状态文本），响应头部（包括内容类型、内容长度、缓存控制等元数据）和响应正文（请求的资源内容）。
   - **发送响应到客户端**：服务器通过TCP连接将响应消息发送回客户端。
5. **客户端接收响应**：

   - **解析响应**：客户端收到响应后，会解析状态码以了解请求是否成功，以及如何处理返回的数据。
   - **显示内容**：如果是网页请求，浏览器会解析响应正文中的HTML、CSS和JavaScript内容，并在屏幕上渲染显示网页。
6. **关闭连接**：

   - **断开连接**：在HTTP/1.0中，通常每个请求/响应之后连接即关闭。而在HTTP/1.1中，引入了持久连接（keep-alive），允许在一个连接上发送、接收多个请求/响应。不过，最终这个连接也会在一定时间后或按照客户端或服务器的需求被关闭。

**例子**：
假设您在浏览器的地址栏输入了一个URL `http://example.com` 并按下了回车键：

- **建立连接**：浏览器通过DNS解析获得 `example.com`的IP地址，然后向这个地址的80端口发起TCP连接（HTTP默认端口）。
- **发送请求**：浏览器构建一个GET请求消息，请求行为 `GET / HTTP/1.1`，请求头部包含了浏览器类型、接受的内容类型等。
- **服务器处理请求**：`example.com`的服务器接收请求，解析路径 `/`，找到首页的内容。
- **发送响应**：服务器构建响应消息，状态行可能为 `HTTP/1.1 200 OK`，响应头部包含内容类型为 `text/html`，然后是响应正文，即HTML内容。
- **客户端接收响应**：浏览器接收到响应，解析HTML内容，并在屏幕上渲染出来。
- **关闭连接**：如果没有更多的请求，或服务器/客户端决定关闭连接，TCP连接将被关闭。


谈一谈 HTTP 是如何数据传输

HTTP (超文本传输协议)和TCP (传输控制协议)都是网络协议，用于在互联网上发送和接收数据，但它们在网络通信中具有不同的角色。在解释二者的区别之前，请先简要理解每个协议的基本概念。

> HTTP (超文本传输协议)

HTTP是应用层协议，被设计用来获取web服务器上的信息。它基于请求/响应模型，在客户端-服务器编程模型中，HTTP客户端发送请求到服务器，服务器处理这些请求并返回响应。这些请求和响应都以文本形式发送，通常为HTML格式。

> TCP (传输控制协议)

TCP是传输层协议，用于在网络中建立可靠的、有序的和错误检测机制的数据传输通道。TCP通过确认数据包已正确接收并通过流量控制和拥塞控制来保证数据的顺利传输。

> HTTP和TCP之间的主要区别

1. **协议类型**：HTTP是应用层协议，对网络通信的具体应用进行了规范（如在web浏览器和服务器之间如何通信）。而TCP是传输层协议，用于确保数据从发送方到接收方的可靠传输。
2. **连接类型**：HTTP连接是无状态的，这意味着服务器不保存关于客户端请求的任何信息。TCP连接是有状态的，这意味着服务器保存连接状态信息（如发送和接收的数据包）。
3. **数据传递方式**：HTTP用于传输超文本，如HTML文档。TCP在传输层中进行数据传输，这的数据可能来自应用层的各种协议（如HTTP、FTP等）。
4. **数据可靠性**：HTTP依赖于TCP来确保数据的可靠性。实际上，大多数HTTP通信都是通过TCP进行的。
5. **使用场景**：HTTP广泛用于网页请求，包括许多用于数据传输的web服务。而TCP用于许多网络通信场景，包括电子邮件（SMTP、POP、IMAP协议）、文件传输（FTP协议）和web浏览（HTTP）等。


HTTP和TCP的区别

在讨论HTTPS和HTTP的缓存差异之前，让我们首先明确这两者的基本区别：HTTP是一种无安全性加成的数据传输协议，而HTTPS是HTTP的安全版本，它通过SSL/TLS协议在客户端和服务器之间提供端到端的加密。

现在，谈到它们在缓存方面的区别：

### 1. 安全性：
**HTTPS：** 当内容使用HTTPS传输时，中间人（如代理服务器、CDNs等）很难对数据进行篡改或查看内容，因此提供了更高的安全性。由于这种安全性，浏览器和代理服务器通常更加谨慎地缓存HTTPS内容，以防止敏感信息泄露或被不当使用。

**HTTP：** HTTP缺少加密，因此传输的数据可以被第三方查看或修改。因此，HTTP内容的缓存通常被认为是不那么敏感的，可以更容易地在代理服务器和浏览器之间共享。

### 2. 可缓存性：
**HTTPS：** HTTPS资源的可缓存性通常取决于证书的有效性和相关的缓存控制头。由于安全考虑，某些浏览器可能不会缓存来自HTTPS的资源，除非显式地通过`Cache-Control`或`Expires`头部指定。

**HTTP：** HTTP资源的缓存更加直观和简单。如果响应头中包含了合适的`Cache-Control`或`Expires`头部，它们可以被缓存，并且这些缓存可以在不同用户之间共享。

### 3. 第三方缓存：
**HTTPS：** 由于加密的特性，HTTPS内容通常不会在网络中的第三方缓存，如ISP缓存或其他共享缓存中存储，除非这些第三方缓存支持HTTPS并且遵守正确的缓存策略。

**HTTP：** HTTP内容可以被网络中的任何缓存节点缓存，如ISP或公司网络，这可能会提高内容的交付速度，但也可能带来隐私和数据一致性的问题。

### 4. 性能：
**HTTPS：** 尽管现代技术已经大大减少了HTTPS的开销，但由于其加密解密的需要，它在某种程度上会影响缓存资源的检索时间。

**HTTP：** 由于没有额外的TLS/SSL握手和加密处理，HTTP缓存检索通常比HTTPS快。

### 示例：
假设有一个在线银行网站，出于安全考虑，该网站使用HTTPS。网站的登录页面和交易页面包含敏感信息，因此必须确保这些信息不能被他人轻易读取或修改。因此，这些页面的缓存策略会设置得非常严格，或者根本不允许缓存。即使浏览器缓存了这些信息，也会通过SSL加密，使得无法在用户之间共享缓存。

相比之下，一个使用HTTP的新闻网站可能允许其文章和媒体内容在各种缓存服务器中缓存，以便更快地向用户提供服务。即使这些内容被缓存在用户的本地浏览器缓存或任何其他中间代理中，也不存在泄露敏感信息的风险。

HTTP 协议 1.0 和 1.1 和 2.0 有什么区别？

HTTP 1.0

HTTP 1.1

HTTP 2.0