文章目录
- 一、前言
- 二、websocket协议
- 2.1 怎么建立websocket连接
- 三、HTTP协议
- 3.1 特点
- 3.2 报文格式
- 3.3 连接方式
- 三次握手
- 四次挥手
- 3.4 版本
- HTTP 1.0
- HTTP 1.1
- 3.1 http长轮询
- 场景：扫码登陆
- 四、二者比较
- 4.1 相同
- 4.2 区别
- 1.通讯方式不同
- 2.通信效率
- 3.数据格式
一、前言
http协议是应用层最常用的请求协议之一，我们在浏览器或客户端做的任意操作，都可以得到来自服务端的响应，这种请求-响应的通信模式在web技术发展初期应用的十分广泛，满足了当时人们对网络通信的需求。
有了http协议为什么还要有websocket协议？
http协议作为一个“一问一答”的半双工请求协议，不能实现服务端主动向客户端推送数据的需求，于是有了websocket协议。
二、websocket协议
websocket是全双工、有状态的协议。
通信模式是双向通信，一次http握手后，客户端和服务端双方可以随时发送和接收消息。
2.1 怎么建立websocket连接
我们平时刷网页，一般都是在浏览器上刷的，一会刷刷图文，这时候用的是HTTP协议，一会打开网页游戏，这时候就得切换成我们新介绍的websocket协议。
为了兼容这些使用场景。浏览器在TCP三次握手建立连接之后，都统一使用HTTP协议先进行一次通信。
• 如果此时是普通的HTTP请求，那后续双方就还是老样子继续用普通HTTP协议进行交互，这点没啥疑问。
• 如果这时候是想建立websocket连接，就会在HTTP请求里带上一些特殊的header头。
Connection: Upgrade
Upgrade: websocket
Sec-WebSocket-Key: T2a6wZlAwhgQNqruZ2YUyg==\r\n
这些header头的意思是，浏览器想升级协议（Connection: Upgrade），并且想升级成websocket协议（Upgrade: websocket）。
同时带上一段随机生成的base64码（Sec-WebSocket-Key），发给服务器。
如果服务器正好支持升级成websocket协议。就会走websocket握手流程，同时根据客户端生成的base64码，用某个公开的算法变成另一段字符串，放在HTTP响应的 Sec-WebSocket-Accept 头里，同时带上101状态码，发回给浏览器。
HTTP/1.1 101 Switching Protocols\r\n
Sec-WebSocket-Accept: iBJKv/ALIW2DobfoA4dmr3JHBCY=\r\n
Upgrade: websocket\r\n
Connection: Upgrade\r\n
http状态码=200（正常响应）的情况，大家见得多了。101确实不常见，它其实是指协议切换。
base64转为新的字符串之后，浏览器也用同样的公开算法将base64码转成另一段字符串，如果这段字符串跟服务器传回来的字符串一致，那验证通过。
对比客户端和服务端生成的字符串，就这样经历了一来一回两次HTTP握手，websocket就建立完成了，后续双方就可以使用webscoket的数据格式进行通信了。
三、HTTP协议
HTTP（Hypertext Transfer Protocol）是一种用于在Web上进行数据通信的协议。它是一种应用层协议，建立在TCP/IP协议之上，用于在客户端和服务器之间传输超文本（Hypertext）资源。
3.1 特点
- 请求-响应的通信模式：一个请求对应一个响应，不能主动发起响应
- 无状态：每个请求都是独立的，服务器不会记住之前的请求信息或客户端的状态
- 半双工：通信双方在同一时间内只能有一个方向上的数据传输，不能同时进行双向的数据传输。
3.2 报文格式
3.3 连接方式
三次握手
全程SYN字段置为1，表示需要建立TCP连接。
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第一次握手：客户端发送建立TCP连接的请求报文，seq序列号是由发送端随机生成的。（SYN=1，seq=x，x为随机生成数值）；
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第二次握手：服务端回复客户端发送的TCP连接请求报文，其中包含seq序列号，是由回复端随机生成的；并且会产生ACK字段，ACK客户端发送过的seq+1，已验收回复的是哪个链接请求。（SYN=1，ACK=x+1，seq=y，y为随机生成数值）
-
第三次握手：客户端收到服务端发送的TCP建立验证请求后，会使自己的序列号加1表示，并且再次回复ACK验证请求，在服务端发过来的seq上加1进行回复。（SYN=1，ACK=y+1，seq=x+1）。
三次握手结束后就可以开始传输数据了。
在第二次握手时，一次性做了两件事：1.服务器返回SYN标志位数置1，表示建立TCP连接；2.服务器返回ACK标志，表示验证字段成功。
四次挥手
全程FIN字段置为1，表示需要断开TCP连接。
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第一次挥手：客户端发送断开TCP连接请求的报文，报文中包含seq序列号，是由发送端随机生成的，用于标识要切断的是哪个连接。（FIN=1，seq=x，x由客户端随机生成）；
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第二次挥手：服务端回复客户端，其中seq序列号是随机生成的，ACK字段数值是在客户端发过来的seq序列号基础上加1，以便客户端收到信息时，知晓自己的TCP断开请求已经得到验证。（FIN=1，ACK=x+1，seq=y，y由服务端随机生成）；
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第三次挥手：服务端再次回复完客户端，为什么要再回复一次呢？因为服务端要确认并等待所有数据都传输完，传输完毕后通知客户端要断开连接了。（FIN=1，ACK=x+1，seq=z，z由服务端随机生成）；
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第四次挥手：客户端收到断开请求后，回复服务端的断开请求，从而完成服务端请求的验证回复。（FIN=1，ACK=z+1，seq=h，h为客户端随机生成）
四次挥手结束后，连接就彻底关闭了。
为什么不是三次而是四次呢，因为关闭连接前还要等待数据传输完毕，多了这个步骤。
3.4 版本
HTTP协议的版本已经到了HTTP/3，但我们目前常用的还是1.1版本和2版本。
HTTP 1.0
HTTP 1.0是HTTP协议的第一个正式版本，发布于1996年。相比于较早的HTTP 0.9版本，HTTP 1.0引入了一些重要的特性和改进，包括：
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支持多媒体类型：HTTP 1.0引入了MIME（Multipurpose Internet Mail Extensions）标准，使得HTTP协议能够传输不同类型的媒体数据，如图像、音频和视频等。这扩展了HTTP的应用范围，使得Web页面能够包含更丰富的内容。
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支持状态码：HTTP 1.0引入了状态码，用于表示请求的处理结果。常见的状态码包括200表示成功、404表示资源未找到、500表示服务器错误等。通过状态码，客户端能够了解请求的处理情况，并根据需要采取相应的操作。
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支持持久连接：HTTP 1.0引入了持久连接（Keep-Alive）机制，使得在单个TCP连接上可以发送多个HTTP请求和响应。这减少了TCP连接的建立和关闭开销，提高了性能和效率。
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支持缓存：HTTP 1.0引入了缓存机制，使得客户端和中间代理服务器能够缓存服务器返回的响应。这减少了对服务器的请求次数，提高了响应速度和带宽利用率。
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支持代理服务器：HTTP 1.0支持通过代理服务器进行请求和响应的转发。代理服务器可以提供缓存、负载均衡、安全过滤等功能，增强了网络的可扩展性和安全性。
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支持虚拟主机：HTTP 1.0引入了虚拟主机的概念，使得一台物理服务器可以托管多个域名和网站。通过在请求头中指定Host字段，服务器能够根据不同的域名来提供不同的网站内容。
HTTP 1.1
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持久连接（Persistent Connections）：HTTP 1.1引入了持久连接的概念，意味着在单个TCP连接上可以发送多个HTTP请求和响应，避免了为每个请求/响应建立新的连接的开销。这减少了网络延迟和连接建立的次数，提高了性能。
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流水线（HTTP Pipelining）：HTTP 1.1支持流水线机制，允许客户端在不等待响应的情况下连续发送多个请求。服务器可以按照请求的顺序进行处理，并将响应按照相同的顺序返回。这样可以减少请求-响应的延迟时间，提高了吞吐量。
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范围请求（Range Requests）：HTTP 1.1允许客户端发送范围请求，即只请求资源的特定部分。这对于大型文件的分段下载和断点续传很有用。服务器可以根据请求的范围返回相应的部分内容，而不是整个文件。
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缓存控制（Cache Control）：HTTP 1.1引入了更强大的缓存机制。通过使用Cache-Control头部字段，服务器可以向客户端提供缓存策略，指示客户端是否可以缓存响应、以及缓存的有效期等信息。这有助于减少对服务器的请求，提高性能。
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Host头部字段：HTTP 1.1中引入了Host头部字段，用于指定请求的目标服务器的主机名。这允许在同一个IP地址上托管多个域名，提供了更好的虚拟主机支持。
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支持分块传输编码（Chunked Transfer Encoding）：HTTP 1.1支持分块传输编码，可以将实体分成多个块进行传输。这对于动态生成内容或者以流的方式传输数据很有用，可以提前将数据发送给客户端，而不必等待全部数据准备完毕。
这些是HTTP 1.1版本的一些主要特性，它们改善了性能、可靠性和灵活性，使HTTP协议适应了更复杂和高效的网络应用场景。HTTP 1.1成为了Web应用中最为广泛使用的版本，直到HTTP/2的出现。
3.1 http长轮询
场景：扫码登陆
将http请求的超时时间设置为30秒，30秒内用户扫描就可以立即登陆，超时则提示刷新二维码。
四、二者比较
4.1 相同
都是应用层的协议
4.2 区别
1.通讯方式不同
2.通信效率
WebSocket协议相较于HTTP协议在通信效率方面具有一定的优势，主要体现在以下几个方面：
- 连接减少：由于HTTP协议是无状态的，每次请求都需要重新建立连接，而WebSocket协议支持长连接，连接建立后可以持久保持，因此减少了连接的建立和关闭的开销。
- 消息开销减少：HTTP协议在每次通信时，需要携带大量的请求头和响应头信息，而WebSocket协议仅需要携带较少的头部信息，可以减少消息的传输开销。
- 低延迟：HTTP协议每次通信都需要客户端发起请求，服务器返回响应后才能接收数据，这会导致一定的延迟。而WebSocket协议通过建立长连接，可以实现服务器主动推送数据给客户端，实时性更高，减少了延迟。
3.数据格式
HTTP协议使用明文文本格式进行通信，通过请求头和请求体传递数据。WebSocket协议使用二进制或文本格式传输数据，通过帧（Frame）进行封装和解析。
