--- title: HTTP 概述 site: 星湖の小窝 category: 后端 tags: [HTTP, 网络, 协议] date: 2026-08-13 updated: 2026-08-13 id: mdn-08fa13e5 --- # HTTP 概述 ## 基于 HTTP 的系统的组成 HTTP 是一个客户端—服务器协议：请求由一个实体，即用户代理（user agent），或是一个可以代表它的代理方（proxy）发出。大多数情况下，这个用户代理都是一个 Web 浏览器，不过它也可能是任何东西，比如一个爬取网页来充实、维护搜索引擎索引的机器爬虫。 每个请求都会被发送到一个服务器，它会处理这个请求并提供一个称作*响应*的回复。在客户端与服务器之间，还有许许多多的被称为[代理](https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Glossary/Proxy_server)的实体，履行不同的作用，例如充当网关或[缓存](https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Glossary/Cache)。 实际上，在浏览器和处理其请求的服务器之间，还有路由器、调制解调器等等许多计算机。归功于 Web 的分层设计，这些机器都隐藏在网络层和传输层内。而 HTTP 位于这些机器之上的应用层。虽然下面的层级在诊断网络问题时很重要，但在描述 HTTP 的设计时，它们大多是不相干的。 ### 客户端：用户代理 *用户代理*是任何能够代表用户行为的工具。这类工具以浏览器为主，不过，它也可能是工程师和 Web 开发人员调试应用所使用的那些程序。 浏览器**总是**首先发起请求的那个实体，永远不会是服务端（不过，后来已经加入了一些机制，能够模拟出由服务端发起的消息）。 为了展现一个网页，浏览器需要发送最初的请求来获取描述这个页面的 HTML 文档。接着，解析文档，并发送数个其他请求，相应地获取可执行脚本、展示用的布局信息（CSS）以及其他页面内的子资源（一般是图片和视频等）。然后，Web 浏览器将这些资源整合到一起，展现出一个完整的文档，即网页。在之后的阶段，浏览器中执行的脚本可以获取更多资源，并且浏览器会相应地更新网页。 网页是超文本文档。这意味着有一部分展示的内容会是链接——可以通过激活（通常是点击鼠标）来获取一个新的网页——用户可以通过这些链接指示用户代理并进行 Web 浏览。浏览器会将收到的指示转换成 HTTP 请求，并进一步解析 HTTP 响应，向用户提供清晰的响应。 ### Web 服务器 在上述通信过程的另一侧是服务器，它负责*提供*客户端所请求的文档。服务器可以表现为仅有一台机器，但实际上，它可以是共享负载的一组服务器集群（负载均衡）或是其他类型的软件（如缓存、数据库服务、电商服务等），按需完整或部分地生成文档。 服务器不一定只有一台机器，也可以在同一台机器上托管多个服务器软件实例。利用 HTTP/1.1 和 [`Host`](https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/HTTP/Reference/Headers/Host) 标头，它们甚至可以共用同一个 IP 地址。 ### 代理 在 Web 浏览器和服务器之间，有许多计算机和设备参与传递了 HTTP 消息。依靠 Web 技术栈的层次化的结构，传递过程中的多数操作都位于传输层、网络层或物理层，它们对于 HTTP 应用层而言就是透明的，并默默地对网络性能产生着重要影响。还有一部分实体在应用层参与消息传递，一般被称为**代理**（Proxy）。代理可以是透明的，即转发它们收到的请求并不做任何修改，也可以表现得不透明，将它传递给服务端之前使用一些手段修改这个请求。代理可以发挥很多种作用： - 缓存（可以是公开的也可以是私有的，如浏览器的缓存） - 过滤（如反病毒扫描、家长控制...） - 负载均衡（让多个服务器服务不同的请求） - 认证（控制对不同资源的访问） - 日志（使得代理可以存储历史信息） ## HTTP 的基本性质 > ### HTTP 是简约的 大体上看，HTTP 被设计得简单且易读，尽管在 HTTP/2 中，HTTP 消息被封装进帧（frame）这点引入了额外的复杂度。HTTP 报文能够被人读懂并理解，向开发者提供了更简单的测试方式，也对初学者降低了门槛。 ### HTTP 是可扩展的 在 HTTP/1.0 中引入的 [HTTP 标头](https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/HTTP/Reference/Headers)让该协议易于扩展和实验。只要服务器客户端之间对新标头的语义经过简单协商，新功能就可以被加入进来。 ### HTTP 无状态，但并非无会话 HTTP 是无状态的：在同一个连接中，两个执行成功的请求之间是没有关系的。这就带来了一个问题，用户没有办法在同一个网站中进行连贯的交互，比如在电商网站中使用购物车功能。尽管 HTTP 根本上来说是无状态的，但借助 HTTP Cookie 就可使用有状态的会话。利用标头的扩展性，HTTP Cookie 被加进了协议工作流程，每个请求之间就能够创建会话，让每个请求都能共享相同的上下文信息或相同的状态。 ### HTTP 和连接 连接是由传输层来控制的，因此从根本上说不属于 HTTP 的范畴。HTTP 并不需要底层的传输协议是面向连接的，仅仅需要它是*可靠的*，或不会丢失消息（至少，某个情况下告知错误）。在互联网两个最常用的传输协议中，TCP 是可靠的而 UDP 不是。HTTP 因此而依靠于 TCP 的标准，即面向连接的。 在客户端与服务器能够传递请求、响应之前，这两者间必须建立 TCP 连接，这个过程需要多次往返交互。HTTP/1.0 默认为每一对 HTTP 请求/响应都打开一个单独的 TCP 连接。当需要接连发起多个请求时，工作效率相比于它们之间共享同一个 TCP 连接要低。 为了减轻这个缺陷，HTTP/1.1 引入了*流水线*（已被证明难以实现）和*持久化连接*：可以通过 [`Connection`](https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/HTTP/Reference/Headers/Connection) 标头来部分控制底层的 TCP 连接。HTTP/2 则更进一步，通过在一个连接中复合多个消息，让这个连接始终活跃并更加高效。 为了设计一种更匹配 HTTP 的传输协议，各种实验正在进行中。例如，Google 正在测试一种基于 UDP 构建，更可靠、高效的传输协议——[QUIC](https://zh.wikipedia.org/wiki/QUIC)。 ## HTTP 能控制什么 多年以来，良好的扩展性使得 HTTP 涉及到更多的 Web 功能与控制权。在 HTTP 诞生的早期，缓存和认证就可以由这个协议来处理了。而直到 2010 年，放行*同源限制*的能力才加入到协议中。 以下是可以被 HTTP 控制的常见特性。 - *[缓存](https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/HTTP/Guides/Caching)*：文档如何被缓存可以通过 HTTP 来控制。服务端能指示代理和客户端缓存哪些内容以及缓存多长时间，客户端能够指示中间的缓存代理来忽略已存储的文档。 - *开放同源限制*：为了阻止网络窥听和其它侵犯隐私的问题，Web 浏览器强制在不同网站之间做了严格分割。只有来自于**相同来源**（same origin）的网页才能够获取一个网页的全部信息。这种限制有时对服务器是一种负担，服务器的 HTTP 标头可以减弱此类严格分离，使得一个网页可以是由源自不同地址的信息拼接而成。某些情况下，放开这些限制还有安全相关的考虑。 - *认证*：一些页面可能会被保护起来，仅让特定的用户进行访问。基本的认证功能可以直接由 HTTP 提供，既可以使用 [`WWW-Authenticate`](https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/HTTP/Reference/Headers/WWW-Authenticate) 或其他类似的标头，也可以用 [HTTP cookie](https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/HTTP/Guides/Cookies) 来设置一个特定的会话。 - *[代理服务器和隧道](https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/HTTP/Guides/Proxy_servers_and_tunneling)*：服务器或客户端常常是处于内网的，对其他计算机隐藏真实 IP 地址。因此 HTTP 请求就要通过代理服务器越过这个网络屏障。并非所有的代理都是 HTTP 代理，例如，SOCKS 协议就运作在更底层。其他的协议，比如 ftp，也能够被这些代理处理。 - *会话*：使用 HTTP Cookie 可以利用服务端的状态将不同请求联系在一起。这就创建了会话，尽管 HTTP 本身是无状态协议。这不仅仅对电商平台购物车很有用，也让任何网站都能够允许用户自由定制内容了。 ## HTTP 流 当客户端想要和服务器——不管是最终的服务器还是中间的代理——进行信息交互时，过程表现为下面几步： 1. 打开一个 TCP 连接：TCP 连接被用来发送一条或多条请求，以及接受响应消息。客户端可能打开一条新的连接，或重用一个已经存在的连接，或者也可能开几个新的与服务器的 TCP 连接。 2. 发送一个 HTTP 报文：HTTP 报文（在 HTTP/2 之前）是人类可读的。在 HTTP/2 中，这些简单的消息被封装在了帧中，这使得报文不能被直接读取，但是原理仍是相同的。例如： http``` GET / HTTP/1.1 Host: developer.mozilla.org Accept-Language: zh ``` 3. 读取服务端返回的报文信息： http``` HTTP/1.1 200 OK Date: Sat, 09 Oct 2010 14:28:02 GMT Server: Apache Last-Modified: Tue, 01 Dec 2009 20:18:22 GMT ETag: "51142bc1-7449-479b075b2891b" Accept-Ranges: bytes Content-Length: 29769 Content-Type: text/html …（此处是所请求网页的 29769 字节） ``` 4. 关闭连接或者为后续请求重用连接。 当启用 HTTP 流水线时，后续请求都可以直接发送，而不用等待第一个响应被全部接收。然而 HTTP 流水线已被证明很难在现有的网络中实现，因为现有网络中有老旧的软件与现代版本的软件同时存在。因此，HTTP 流水线已在 HTTP/2 中被更健壮、使用帧的多路复用请求所取代。 ## HTTP 报文 HTTP/1.1 以及更早的 HTTP 协议报文都是语义可读的。在 HTTP/2 中，这些报文被嵌入到了一个新的二进制结构，帧。帧允许实现很多优化，比如报文标头的压缩以及多路复用。即使只有原始 HTTP 报文的一部分以 HTTP/2 发送出来，每条报文的语义依旧不变，客户端会重组原始 HTTP/1.1 请求。因此用 HTTP/1.1 格式来理解 HTTP/2 报文仍旧有效。 有两种 HTTP 报文的类型，请求与响应，每种都有其特定的格式。 ### 请求 HTTP 请求的一个例子： 请求由以下元素组成： - HTTP [方法](https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/HTTP/Reference/Methods)，通常是由一个动词，像 [`GET`](https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/HTTP/Reference/Methods/GET)、[`POST`](https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/HTTP/Reference/Methods/POST) 等，或者一个名词，像 [`OPTIONS`](https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/HTTP/Reference/Methods/OPTIONS)、[`HEAD`](https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/HTTP/Reference/Methods/HEAD) 等，来定义客户端执行的动作。典型场景有：客户端意图获取某个资源（使用 `GET`）；发送 [HTML 表单](https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Learn_web_development/Extensions/Forms)的参数值（使用 `POST`）；以及其他情况下需要的那些其他操作。 - 要获取的那个资源的路径——去除了当前上下文中显而易见的信息之后的 URL，比如说，它不包括[协议](https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Glossary/Protocol)（`http://`）、[域名](https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Glossary/Domain)（这里是 `developer.mozilla.org`），或是 TCP 的[端口](https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Glossary/Port)（这里是 `80`）。 - HTTP 协议版本号。 - 为服务端表达其他信息的可选[标头](https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/HTTP/Reference/Headers)。 - 请求体（body），类似于响应中的请求体，一些像 `POST` 这样的方法，请求体内包含需要了发送的资源。 ### 响应 HTTP 响应的一个例子： 响应报文包含了下面的元素： - HTTP 协议版本号。 - [状态码](https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/HTTP/Reference/Status)，来指明对应请求已成功执行与否，以及不成功时相应的原因。 - 状态信息，这个信息是一个不权威、简短的状态码描述。 - HTTP [标头](https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/HTTP/Reference/Headers)，与请求标头类似。 - 可选项，一个包含了被获取资源的主体。 ## 基于 HTTP 的 API [Fetch API](https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/API/Fetch_API) 是基于 HTTP 的最常用 API，其可用于在 JavaScript 中发起 HTTP 请求。Fetch API 取代了 [`XMLHttpRequest`](https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/API/XMLHttpRequest) API。 另一种 API，[server-sent 事件](https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/API/Server-sent_events)，是一种单向服务，允许服务端借助作为 HTTP 传输机制向客户端发送事件。使用 [`EventSource`](https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/API/EventSource) 接口，客户端可打开连接并创建事件处理器。客户端浏览器自动将 HTTP 流里到达的消息转换为适当的 [`Event`](https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/API/Event) 对象。继而将已知[类型](https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/API/Event/type)的事件，传递给先前注册过的事件处理器，其他未指明类型的事件则传递给 [`onmessage`](https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/API/EventSource/message_event) 事件处理器。 ## 总结 HTTP 是一种简单、易用、具有可扩展性的协议，其客户端—服务器模式的结构，加上能够增加标头的能力，使得 HTTP 随 Web 中不断扩展的能力一起发展。 虽然增加了一些复杂度——为了提高性能，HTTP/2 将 HTTP 报文嵌入到帧中——但是报文的基本结构自 HTTP/1.0 起仍保持不变。会话流依旧基础，通过 [HTTP 网络监视器](https://firefox-source-docs.mozilla.org/devtools-user/network_monitor/index.html)就可以查看和调试。 --- 本文来自 [MDN Web Docs](https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/HTTP/Overview) 的《HTTP 概述》，作者 Mozilla Contributors，按 [CC BY-SA 2.5](https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5/) 转载，本站仅调整排版并去掉原文插图。