Web 实验室

网络原理篇

列举 HTTP 状态码以及它们的含义

下面列举 web 开发中常见的 HTTP code:

  • 200 (ok): 请求成功
  • 204 (No Content): 请求成功，不需要附带实体内容 (body)
  • 301 (Moved Permanently): 永久重定向。被请求的资源已永久移动到新位置
  • 302 (Found): 临时重定向。请求的资源临时从不同的 URI 响应请求。由于这样的重定向是临时的，客户端应当继续向原有地址发送以后的请求。
  • 400 (Bad Request): 请求参数有误
  • 401 (Unauthorized): 当前请求需要用户验证
  • 403 (Forbidden): 没有权限的操作。服务器已经理解请求，但拒绝执行。
  • 404 (Not Found): 资源没有找到
  • 500 (Internal Server Error): 服务端出现了错误
  • 502 (Bad Gateway): 网关错误。此错误响应表明服务器作为网关需要得到一个处理这个请求的响应，但是得到一个错误的响应
  • 503 (Service Unavailable): 服务器停止服务。常见原因是服务器因维护或重载而停机
  • 504 (Gateway Timeout): 网关超时。当服务器作为网关，不能及时得到响应时返回此错误代码。

HTTP 的 GET 和 POST 请求有什么区别？

GET 和 POST 在浏览器上的表现会根据使用场景有各自的优缺点:

  • GET 可以直接在浏览器上手动输入请求，在浏览器地址直接请求的 URL 在非匿名模式下会被浏览器记录下来的。这样用户可以通过历史记录来找回之前访问过的页面。反之，POST 不会在浏览器留下痕迹。
  • GET 在浏览器地址上的长度是有限制的，POST 没有限制。
  • GET 的请求一般可以被浏览器缓存
  • 带云压缩的浏览器，比如 Opera mini/Turbo 2, 只有 GET 才能在服务器端被预取

但实际使用时 GET 和 POST 请求所进行的操作取决于服务端是如何解释的。比如一种极端情况就是：不管你是查询、删除、更新还是提交数据也好，所有请求一律使用 POST 来实现都没问题。但这种做法不符合主流的 RESTful APIs 设计规范，不建议这样做。

相关讨论参见: post 相比get 有很多优点，为什么现在的HTTP通信中大多数请求还是使用get？在新窗口打开

有了解过 HTTP 缓存吗？

HTTP 缓存策略可分强缓存与协商缓存。这些机制通过 HTTP 头部字段来控制，可以有效减少网络延迟，提高网页加载速度，并减轻服务器的负载。

强缓存（Strong Caching）

强缓存不会向服务器发送请求，直接从缓存中读取资源。强缓存可以通过两个 HTTP 响应头实现：

  1. Expires

    • Expires 是一个日期/时间，指示资源什么时候过期。如果请求的时间小于 Expires 指定的时间，浏览器就直接使用缓存的资源。
    • 例如: Expires: Wed, 21 Oct 2020 07:28:00 GMT
    • Expires 是 HTTP/1.0 的产物，依赖于客户端和服务器时间的一致性，因此不太可靠。

  2. Cache-Control

    • Cache-Control 是一个更灵活的 HTTP/1.1 字段，用于定义资源的缓存策略。常见的值包括：
      • max-age=<seconds>：资源在被认为过期之前可以保留的最大时间（秒）。
      • public：指示响应可被任何缓存存储。
      • private：响应是为单个用户定制的，不能由共享缓存存储。
      • no-cache：强制每次请求直接发送到服务器，服务器会验证资源的有效性。
      • no-store：绝对禁止缓存。
    • 例如: Cache-Control: max-age=3600

如果这两个字段同时存在，Cache-Control 会优先于 Expires。

协商缓存（Negotiated Caching）

当强缓存过期后，如果资源仍可使用，协商缓存将允许客户端与服务器之间进行“协商”，看是否可以继续使用缓存的资源。这主要通过以下两对 HTTP 头实现：

  1. Last-Modified 和 If-Modified-Since

    • Last-Modified 标记资源的最后修改时间。
    • 当资源过期并再次发起请求时，浏览器会发送 If-Modified-Since，该值为之前 Last-Modified 的值。
    • 服务器比较时间，如果服务器资源未改变，则返回 HTTP 304（Not Modified），浏览器继续使用缓存。

  2. ETag 和 If-None-Match

    • ETag 是资源的特定版本的唯一标识符。如果资源过期，浏览器会在请求中包含 If-None-Match，其值为之前的 ETag。
    • 如果 ETag 仍然匹配，服务器返回 HTTP 304，浏览器使用缓存的资源。

协商缓存的 ETag 是怎么生成的

ETag 是对资源的一种标识，通常由服务器根据资源的内容或属性生成。生成方法可以有很多种，具体取决于服务器的实现。

  1. 内容哈希： 最常见的方法是对文件内容应用哈希函数（如MD5、SHA-1等），生成一个哈希值。这种方法的优点是只要内容发生改变，生成的Etag值就会变，从而确保内容的更新能够被客户端识别。

  2. 文件属性： 有些实现可能会结合文件的大小、最后修改时间等属性来生成Etag。这种方法比内容哈希计算开销小，但可能不如内容哈希精确。

  3. 自定义规则： 服务器也可以根据自定义规则生成Etag，例如结合文件版本号、更新周期等因素。

TCP 握手过程

  1. 浏览器发送 TCP 分组，这个分组设置了一个特殊的 SYN 标记，用来表示这是一条连接请求。

  2. 服务器接受到客户端的 SYN 连接后, 会选择服务器初始序号 y。同时向客户端发送含有连接确认 (SYN + ACK)、Seq=0 (本例中的服务器初始序号)、ACK=1 (客户端的序号 x + 1) 等信息的 TCP 分组。

  3. 客户端收到了服务器的确定字段后，向服务器发送带有 ACK=1、Seq=1、Ack=1 (服务器 Ack 信息的拷贝)等字段的 TCP 分组给服务器。

  4. 服务器接收到客户端的确认字段后完成三次握手的连接，开始给客户端传输它想要资源

    TCP 三次握手

    点击显示真实案例

    以下序号 40、44、45 为 TCP 三次握手的具体数据信息。在右侧的 info 栏中显示了分组的标志位信息:

    TCP 三次握手