标签：HTTPD 服务 请求 Web http 响应 服务器 基础理论 连接
HTTPD之一————HTTPD服务基础理论
跨网络的主机间通讯
在建立通信连接的每一端，进程间的传输要有两个标志：
IP地址和端口号，合称为套接字地址 socket address
客户机套接字地址定义了一个唯一的客户进程
服务器套接字地址定义了一个唯一的服务器进程
Socket套接字详解
（1）Socket:套接字，进程间通信IPC的一种实现，允许位于不同主机（或同一主机）上不同进程之间进行通信和数据交换，SocketAPI出现于1983年，4.2 BSD实现
（2）Socket API：封装了内核中所提供的socket通信相关的系统调用
（3）Socket Domain：根据其所使用的地址
AF_INET：Address Family，IPv4
AF_INET6：IPv6
AF_UNIX：同一主机上不同进程之间通信时使用
（4）Socket Type：根据使用的传输层协议
SOCK_STREAM：流，tcp套接字，可靠地传递、面向连接
SOCK_DGRAM：数据报，udp套接字，不可靠地传递、无连接
SOCK_RAW: 裸套接字,无须tcp或udp,APP直接通过IP包通信
客户/服务器程序的套接字函数
系统调用
套接字相关的系统调用：
socket(): 创建一个套接字
bind()： 绑定IP和端口
listen()： 监听
accept()： 接收请求
connect()： 请求连接建立
write()： 发送
read()： 接收
close(): 关闭连接
HTTP服务通信过程
HTTP相关术语
http: Hyper Text Transfer Protocol, 80/tcp
html: Hyper Text Markup Language 超文本标记语言，编程语言
示例：
<html>
<head>
<title>html语言</title>
</head>
<body>
<img src="http://www.magedu.com/wp-content/uploads/2017/09/logo.png" >
<h1>你好</h1>
<p><a href=http://www.magedu.com>马哥教育</a>欢迎你</p>
</body>
</html>
CSS: Cascading Style Sheet 层叠样式表
js: javascript
MIME： Multipurpose Internet Mail Extensions
多用途互联网邮件扩展 /etc/mime.types
格式：major/minor
text/plain
text/html
text/css
image/jpeg
image/png
video/mp4
application/javascript
参考：http://www.w3school.com.cn/media/media_mimeref.asp
总结：http是协议，而html是格式
HTTP协议介绍
（1）http/0.9：1991，原型版本，功能简陋，只有一个命令GET。GET /index.html ,服务器只能回应HTML格式字符串，不能回应别的格式
（2）http/1.0: 1996年5月,支持cache, MIME, method
1> 每个TCP连接只能发送一个请求，发送数据完毕，连接就关闭，如果还要请求其他资源，就必须再新建一个连接
2> 引入了POST命令和HEAD命令
3> 头信息是 ASCII 码，后面数据可为任何格式。服务器回应时会告诉客户端，数据是什么格式，即Content-Type字段的作用。这些数据类型总称为MIME 多用途互联网邮件扩展，<br> 每个值包括一级类型和二级类型，预定义的类型，也可自定义类型, 常见Content-Type值：text/xml image/jpeg audio/mp3
http/1.1版本：1997年1月（主流1.1）
1> 引入了持久连接（persistent connection），即TCP连接默认不关闭，可以被多个请求复用，不用声明Connection: keep-alive。对于同一个域名，大多数浏览器允许同时建立6个持久连接
2> 引入了管道机制（pipelining），即在同一个TCP连接里，客户端可以同时发送多个请求，进一步改进了HTTP协议的效率
3> 新增方法：PUT、PATCH、OPTIONS、DELETE
4> 同一个TCP连接里，所有的数据通信是按次序进行的。服务器只能顺序处理回应，前面的回应慢，会有许多请求排队，造成"队头堵塞"（Head-of-line blocking）
5> 为避免上述问题，两种方法：一是减少请求数，二是同时多开持久连接。网页优化技巧，如合并脚本和样式表、将图片嵌入CSS代码、域名分片（domain sharding）等
6> HTTP 协议不带有状态，每次请求都必须附上所有信息。请求的很多字段都是重复的，浪费带宽，影响速度
Spdy：2009年,谷歌研发,解决 HTTP/1.1 效率不高问题
http/2.0：2015年
1> 头信息和数据体都是二进制，称为头信息帧和数据帧
2> 复用TCP连接，在一个连接里，客户端和浏览器都可以同时发送多个请求或回应，且不用按顺序一一对应，避免了“队头堵塞“,此双向的实时通信称为多工（Multiplexing）
3> 引入头信息压缩机制（header compression）,头信息使用gzip或compress压缩后再发送；客户端和服务器同时维护一张头信息表，所有字段都会存入这个表，生成一个索引号，不发送同样字段，只发送索引号，提高速度
4> HTTP/2 允许服务器未经请求，主动向客户端发送资源，即服务器推送（server push）
HTTP工作机制
工作机制：
http请求：http request
http响应：http response
一次http事务：请求<-->响应
Web资源：web resource
一个网页由多个资源构成，打开一个页面，会有多个资源展示出来，但是每个资源都要单独请求。因此，一个“Web 页面”通常并不是单个资源，而是一组资源的集合
静态文件：无需服务端做出额外处理
文件后缀：.html, .txt, .jpg, .js, .css, .mp3, .avi
动态文件：服务端执行程序，返回执行的结果
文件后缀：.php, .jsp ,.asp
Web服务请求处理步骤
（1）流程图
提高HTTP连接性能
并行连接：通过多条TCP连接发起并发的HTTP请求
持久连接：keep-alive,长连接，重用TCP连接，以消除连接和关闭的时延,以事务个数和时间来决定是否关闭连接
管道化连接：通过共享TCP连接发起并发的HTTP请求
复用的连接：交替传送请求和响应报文（实验阶段）
（1）串行连接
（2）并行连接
（3）持久连接
（4）管道化连接
URI
（1）URN: Uniform Resource Naming，统一资源命名
示例： P2P下载使用的磁力链接是URN的一种实现
magnet:?xt=urn:btih:660557A6890EF888666
（2）URL: Uniform Resorce Locator，统一资源定位符，用于描述某服务器某特定资源位置
（3）两者区别：URN如同一个人的名称，而URL代表一个人的住址。换言之，URN定义某事物的身份，而URL提供查找该事物的方法。URN仅用于命名，而不指定地址
URL组成
网站访问量
1> IP(独立IP)：即Internet Protocol,指独立IP数。一天内来自相同客户机IP地址只计算一次，记录远程客户机IP地址的计算机访问网站的次数，是衡量网站流量的重要指标
2> PV(访问量)： 即Page View, 页面浏览量或点击量，用户每次刷新即被计算一次，PV反映的是浏览某网站的页面数，PV与来访者的数量成正比，PV并不是页面的来访者数量，而是网站被访问的页面数量
3> UV(独立访客)：即Unique Visitor,访问网站的一台电脑为一个访客。一天内相同的客户端只被计算一次。可以理解成访问某网站的电脑的数量。网站判断来访电脑的身份是通过来访电脑的cookies实现的。如果更换了IP后但不清除cookies，再访问相同网站，该网站的统计中UV数是不变的
网站统计：http://www.alexa.cn/rank/
（1）QPS：request per second，每秒请求数
（2）PV，QPS,并发连接数换算公式
- QPS= PV* 页⾯衍⽣连接次数/ 统计时间（86400）
- 并发连接数 =QPS * http平均响应时间
（3）峰值时间：每天80%的访问集中在20%的时间里，这20%时间为峰值时间
（4）峰值时间每秒请求数(QPS)=( 总PV数 *页⾯衍⽣连接次数）*80% ) / ( 每天秒数 * 20% )
一次完整的http请求处理过程
1、建立连接：接收或拒绝连接请求
2、接收请求：接收客户端请求报文中对某资源的一次请求的过程
Web访问响应模型（Web I/O）
单进程I/O模型：启动一个进程处理用户请求，而且一次只处理一个，多个请求被串行响应
多进程I/O模型：并行启动多个进程,每个进程响应一个连接请求
复用I/O结构：启动一个进程，同时响应N个连接请求
实现方法：多线程模型和事件驱动
多线程模型：一个进程生成N个线程，每线程响应一个连接请求
事件驱动：一个进程处理N个请求
复用的多进程I/O模型：启动M个进程，每个进程响应N个连接请求，同时接收M*N个请求
Web访问响应模型
处理请求
处理请求：服务器对请求报文进行解析，并获取请求的资源及请求方法等相关信息，根据方法，资源，首部和可选的主体部分对请求进行处理
元数据：请求报文首部
<method> <URL> <VERSION>
HEADERS 格式 name:value
<request body>
示例：
Host: www.magedu.com 请求的主机名称
Server: Apache/2.4.7
HTTP常用请求方式，Method
GET、POST、HEAD、PUT、DELETE、TRACE、OPTIONS
访问资源
服务器获取请求报文中请求的资源web服务器，即存放了web资源的服务器，负责向请求者提供对方请求的静态资源，或动态运行后生成的资源
资源放置于本地文件系统特定的路径：DocRoot
DocRoot ``/var/www/html``/var/www/html/images/logo``.jpg``http:``//www``.magedu.com``/images/logo``.jpg
web服务器资源路径映射方式：
(a) docroot``(b) ``alias``(c) 虚拟主机docroot``(d) 用户家目录docroot
构建响应报文
一旦Web服务器识别除了资源，就执行请求方法中描述的动作，并返回响应报文。响应报文中 包含有响应状态码、响应首部，如果生成了响应主体的话，还包括响应主体
1）响应实体：如果事务处理产生了响应主体，就将内容放在响应报文中回送过去。响应报文中通常包括：
描述了响应主体MIME类型的Content-Type首部``描述了响应主体长度的Content-Length``实际报文的主体内容
2）URL重定向：web服务构建的响应并非客户端请求的资源，而是资源另外一个访问路径
永久重定向：http:``//www``.360buy.com``临时重定向：http:``//www``.taobao.co
3）MIME类型：
Web服务器要负责确定响应主体的MIME类型。多种配置服务器的方法可将MIME类型与资源管理起来``魔法分类：Apache web服务器可以扫描每个资源的内容，并将其与一个已知模式表(被称为魔法文件)进行匹配，以决定每个文件的MIME类型。这样做可能比较慢，但很方便，尤其是文件没有标准扩展名时``显式分类：可以对Web服务器进行配置，使其不考虑文件的扩展名或内容，强制特定文件或目录内容拥有某个MIME类型``类型协商： 有些Web服务器经过配置，可以以多种文档格式来存储资源。在这种情况下，可以配置Web服务器，使其可以通过与用户的协商来决定使用哪种格式(及相关的MIME类型)``"最好"
发送响应报文
Web服务器通过连接发送数据时也会面临与接收数据一样的问题。服务器可能有很多条到各个客户端的连接，有些是空闲的，有些在向服务器发送数据，还有一些在向客户端回送响应数据。<br>服务器要记录连接的状态，还要特别注意对持久连接的处理。对非持久连接而言，服务器应该在发送了整条报文之后，关闭自己这一端的连接。<br>对持久连接来说，连接可能仍保持打开状态，在这种情况下，服务器要正确地计算Content-Length首部，不然客户端就无法知道响应什么时候结束了
记录日志
最后，当事务结束时，Web服务器会在日志文件中添加一个条目，来描述已执行的事务
访问日志：现在愈发重要，大数据的时代
错误日志：排错使用
另附一张http服务通信过程：
转载至https://www.cnblogs.com/struggle-1216
标签：HTTPD,服务,请求,Web,http,响应,服务器,基础理论,连接 来源： https://www.cnblogs.com/strugger-0316/p/14970662.html
本站声明： 1. iCode9 技术分享网（下文简称本站）提供的所有内容，仅供技术学习、探讨和分享； 2. 关于本站的所有留言、评论、转载及引用，纯属内容发起人的个人观点，与本站观点和立场无关； 3. 关于本站的所有言论和文字，纯属内容发起人的个人观点，与本站观点和立场无关； 4. 本站文章均是网友提供，不完全保证技术分享内容的完整性、准确性、时效性、风险性和版权归属；如您发现该文章侵犯了您的权益，可联系我们第一时间进行删除； 5. 本站为非盈利性的个人网站，所有内容不会用来进行牟利，也不会利用任何形式的广告来间接获益，纯粹是为了广大技术爱好者提供技术内容和技术思想的分享性交流网站。