详解 HTTP 协议及其运作原理

# 1.1 HTTP 协议简介

HTTP（HyperText Transfer Protocol）是一种用于传输超文本的应用层协议，基于客户端-服务器模型。它通过TCP/IP连接，客户端向服务器发送请求，服务器返回相应的内容。HTTP的特点包括无状态性、灵活性、简单性等。与其他协议相比，HTTP在Web应用中占据重要地位，支持各种数据格式传输。发展历史上，HTTP经历了多个版本的演变，包括HTTP/1.0、HTTP/1.1和最新的HTTP/2，不断提升性能和效率。

HTTP协议在互联网通信中起到了至关重要的作用，广泛应用于网页浏览、API调用等场景。深入理解HTTP协议的基础概念，有助于我们更好地进行Web开发和网络通信。

# 2.1 建立 TCP 连接

### 2.1.1 三次握手的过程

在建立 TCP 连接时，客户端和服务端之间需要通过三次握手来确认彼此的通信状态。这个过程一般包含以下步骤：

1. **客户端发送 SYN 报文段：** 客户端向服务端发送一个 SYN（同步）报文段，用来请求建立连接。此时客户端进入 `SYN_SENT` 状态。

2. **服务端响应 SYN 报文段：** 服务端接收到客户端发送的 SYN 报文段后，会回复一个 SYN ACK 报文段，确认收到，并表示自己也准备好建立连接。此时服务端进入 `SYN_RECEIVED` 状态。

3. **客户端发送 ACK 报文段：** 客户端收到服务端发送的 SYN ACK 报文段后，会向服务端发送一个 ACK 报文段，表示连接已建立。此时客户端进入 `ESTABLISHED` 状态，服务端也处于 `ESTABLISHED` 状态。

### 2.1.2 四次挥手的过程

当通信完成后，客户端和服务端需要通过四次挥手来关闭 TCP 连接。下面是四次挥手的过程：

1. **客户端发送 FIN 报文段：** 客户端完成数据发送后，向服务端发送一个 FIN 报文段，表示不再发送数据，但仍愿意接收数据。

2. **服务端响应 ACK 报文段：** 服务端接收到客户端的 FIN 报文段后，会发送一个 ACK 报文段进行确认，此时服务端进入 `CLOSE_WAIT` 状态。

3. **服务端发送 FIN 报文段：** 当服务端也完成数据发送后，会向客户端发送一个 FIN 报文段，表示自己不再发送数据。

4. **客户端响应 ACK 报文段：** 客户端接收到服务端的 FIN 报文段后，会发送一个 ACK 报文段进行确认，随后进入 `TIME_WAIT` 状态，等待 2MSL（最大报文段生存时间） 后连接关闭。

sequenceDiagram
    participant Client
    participant Server

    Client->>Server: SYN
    Server->>Client: SYN ACK
    Client->>Server: ACK

    Client->>Server: FIN
    Server->>Client: ACK
    Server->>Client: FIN
    Client->>Server: ACK

通过以上三次握手和四次挥手的过程，TCP 可以可靠地建立连接并安全地关闭连接。

# 3.1 状态管理

### 3.1.1 Cookie 与 Session 的区别

在 Web 开发中，Cookie 和 Session 是两种常用的状态管理机制。Cookie 是由服务器发送给浏览器并存储在客户端的小数据片段，用于跟踪用户。Session 则是服务器端存储的用户会话信息，通过一个唯一的标识符与客户端相关联。Cookie 存储在客户端，不占用服务器资源，但会暴露在客户端；Sessio