图解HTTP权威指南（二）| 连接管理

一、两个问题

1、HTTP是如何使用TCP连接的

2、HTTP的连接，并行连接、keep-alive（持久连接）和管道化连接

1、什么是TCP

TCP/IP是全球计算机及网络设备都在使用的一种常用的分组交换网络层协议分层协议集。客户端应用程序可以打开一条TCP/IP连接，连接到可能运行在世界任何地方的服务器应用程序。一旦连接建立起来，在客户端和服务器的计算机之间的交换的报文就永远不会丢失、受损或失序。

2、浏览器的请求过程

3、TCP的可靠数据管道

HTTP连接实际上就是TCP连接和一些使用连接的规则。TCP连接是因特网上的可靠连接。TCP为HTTP提供了一条可靠的比特传输管道。从TCP连接一段填入的字节会从另一端以原有的顺序、正确的传送出来。

4、TCP流是分段的、由IP分组传送

TCP的数据是通过名为IP分组（或IP数据报）的小数据块来发送的。HTTP位于TCP/IP协议栈的最顶层。

HTTP要传送一条报文时，会以流的形式将报文数据的内容通过一条打开的TCP连接按序传输。TCP收到数据流之后，会将数据流砍成被称作段的小数据块，并将段封装在IP分组中，通过因特网进行传输。所有的工作都是通过由TCP/IP软件来处理的。

每个TCP段都是由IP分组承载，从一个IP地址发送到另一个IP地址的。每个IP分组中都包括：

1）一个IP分组首部（通常为20字节）

2）一个TCP段首部（通常为20字节）

3）一个TCP数据块（0个或多个字节）

IP首部包含了源和目的的IP地址，长度和其他一些标记。TCP段的首部包含了TCP端口号、TCP控制标记，以及用于数据排序和完整性检查的一些数字值。

4、保持TCP连接的正确运行

在任意时刻计算机都可以有几条TCP连接处于打开状态。TCP是通过端口号来保持所有这些连接的正确运行的。TCP连接通过4个值来识别的：<源IP地址、源端口号、目的IP地址、目的端口号>这四个值一起唯一地定义了一条连接。两条不同的TCP连接不能拥有4个完全相同的地址组件值。

5、TCP套接字编程

操作系统提供了一些操纵其TCP连接的工具。

套接字API允许用户创建TCP的端点数据结构，将这些端点与远程服务器的TCP端点进行连接，并对数据流进行读写。TCP API隐藏了所有底层网络协议的握手细节，以及TCP数据流与IP分组之间的分段和重装细节。

客户端和服务端在实现HTTP事务时所应执行的步骤：

1、串行连接

串行事务处理时延，当你打开一个index.html页面时，里面有包含3张图片，那么它的HTTP事务如图

缺点：每个事务都需要一个新的连接，那么连接时延和慢启动时延就会叠加起来。

2、并行连接

每个事务都有自己的TCP连接，只是并行处理。

3、持久连接

HTTP/1.1允许HTTP设备在事务处理结束之后将TCP连接保持在打开状态，以便为未来的HTTP请求重用现存的连接。在事务处理结束之后仍然保持在打开状态的TCP连接被称为持久连接。非持久连接会在每个事务结束之后关闭。持久连接会在不同事务之间保持打开状态，直到客户端或者服务器决定将其关闭。

重用对目标服务器打开的空闲持久连接，就可以避开缓慢的连接建立阶段。而且，已经打开的连接还可以避免慢启动的拥塞适应阶段，以便更快速地进行数据的传输。

HTTP/1.0+：keep-alive连接

HTTP/1.1：persistent连接

4、管道化持久连接

HTTP/1.1允许在持久连上上可选的使用请求管道。在响应到达之前，可以将多条请求放入队列。当第一条请求通过网络流向另一端的服务器时，第二条和第三条请求也可以开始发送了。早高时延网络条件下，这样做可以降低网络的环回时间，提高性能。

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